電気二重層トランジスタ動作下の軟X線吸収分光による酸化物金属絶縁体転移機構の解明

通过软 X 射线吸收光谱阐明双电层晶体管操作下的氧化物-金属-绝缘体转变机制

• 批准号: 21K14541
• 负责人: 北村 未歩
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14541/
• 关键词: 軟X線吸収分光; オペランド分光; 電気二重層トランジスタ; 強相関酸化物; 金属絶縁体転移; 遷移金属酸化物

本研究では、転換可視蛍光収量法を用いた透過型軟X線吸収分光を用いて、電気二重層トランジスタ動作下でのキャリア蓄積領域の軟X線吸収分光を達成する。これにより、強相関Ni酸化物をチャネル層とし、イオン液体を用いた電気二重層トランジスタ構造における、キャリアドープによる金属絶縁体転移の変調メカニズムを電子状態の観点から明らかにすることを目的とする。2021年度は、チャネル層とする薄膜そのものの転換可視蛍光収量法を用いた透過型軟X線吸収スペクトルの取得を試みた。具体的には、LaAlO3蛍光基板上にNdNiO3薄膜を作製し、転換可視蛍光収量法を用いた透過型軟X線吸収分光測定を行った。しかしながら、基板中のLaイオンの影響で目的のNiの吸収スペクトルを明瞭に得ることができなかった。そのため2022年度は、蛍光基板をLaイオンを含有しないものに選定し直し、その基板上で作製可能なNi酸化物であるSmNiO3薄膜を作製して転換可視蛍光収量法を用いた透過型軟X線吸収スペクトルの取得を試みた。その結果、基板の影響を抑えたNiの吸収スペクトルを得ることに成功し、温度依存の金属絶縁体転移に伴うNi吸収スペクトルの変化を観測できた。さらに、電気二重層トランジスタ構造に用いるイオン液体について検討を行い、イオン液体の下層の転換可視蛍光収量法を用いた透過型軟X線吸収スペクトルが取得可能なイオン液体の種類と塗布方法を決定した。来年度は、実際にイオン液体を用いた電気二重層トランジスタ構造を作製し、デバイス動作下でのスペクトル取得を試みる。

In this study, the soft X-ray absorption spectroscopy in the transmission soft X-ray absorption spectroscopy (TSAS) and electric double layer spectroscopy (ELSS) were studied. For example, if a metal oxide layer is formed, the metal oxide layer will be formed. In 2021, the transmission type soft X-ray absorption method was used to obtain the transmission type soft X-ray absorption method. Specifically, NdNiO3 thin films were prepared on LaAlO3 fluorescent substrates, and transmission soft X-ray absorption spectroscopy was performed using alternative visible fluorescent photography. The effect of La in the substrate on the absorption of Ni in the substrate is obvious. In 2022, the film was prepared on a substrate containing Ni oxides and SmNiO3 thin films. The film was obtained by visible luminescence measurement. The results show that the influence of the substrate on Ni absorption can be measured successfully, and the temperature dependent metal insulator migration can be measured with Ni absorption. In addition, the electric double-layer structure is used to determine the type of liquid and the coating method for the lower layer of liquid. In the future, the electric double layer structure of the liquid in the middle of the liquid

项目成果

Enhancement of transparency in epitaxially-grown p-type SnO films by surface-passivation treatment in a Na2S aqueous solution

通过 Na2S 水溶液中的表面钝化处理提高外延生长 p 型 SnO 薄膜的透明度

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac56fa
• 发表时间: 2022
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Uchida Suguri;Soma Takuto;Kitamura Miho;Kumigashira HIroshi;OHTOMO Akira
• 通讯作者: OHTOMO Akira

Crystal Structure and Electronic Property Modification of Ca2RuO4 thin Films via Fluorine Doping

氟掺杂对 Ca2RuO4 薄膜的晶体结构和电子性能改性

• DOI: 10.1103/physrevmaterials.6.035002
• 发表时间: 2022
• 期刊: Phys. Rev. Mater.
• 作者: S. Fukuma;A. Chikamatsu;T. Katayama;T. Maruyama;K. Yanagisawa ;K. Kimoto;M. Kitamura;K. Horiba;H. Kumigashira;Y. Hirose;and T. Hasegawa
• 通讯作者: and T. Hasegawa

KEK-PFにおけるビームライン横断的試料搬送システムの構築

KEK-PF 交叉光束线样品传输系统的构建

• 发表时间: 2023
• 作者: 北村未歩;簔原誠人;相浦義弘;間瀬一彦;小澤健一;雨宮健太
• 通讯作者: 雨宮健太

Development of operando transmission soft x-ray absorption spectroscopy by x-ray excited optical luminescence

X射线激发光学发光原位透射软X射线吸收光谱的发展

• 发表时间: 2022
• 作者: Miho Kitamura;Shigeru Kobayashi;Taro Hitosugi;and Koji Horiba
• 通讯作者: and Koji Horiba

PFにおけるビームライン横断的試料搬送システムの構築

PF 交叉光束线样品传输系统的构建

• 发表时间: 2023
• 作者: 北村未歩;簔原誠人;相浦義弘;間瀬一彦;小澤健一;雨宮健太
• 通讯作者: 雨宮健太