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Multiple phase transitions and optoelectronic properties of new metastable titanate

新型亚稳态钛酸盐的多相变和光电特性

基本信息

批准号：
22H01947
负责人：
吉松公平
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

酸化チタンの１種であるTi3O5は５つの結晶多形を持つ。その中で、λ相Ti3O5は室温かつ永続的な光誘起相転移を示すという、酸化物で唯一の特徴を持つ。他にも圧力や温度、電流印加でλ相Ti3O5は結晶多形間での相転移を発現する。二元系の単純な組成を持ちながら多彩な相転移を示すことから、相転移発現メカニズムの解明が望まれている。しかしλ相Ti3O5は室温準安定相であるため、これまでナノサイズの多結晶体試料しか得られていない。そこで本研究では、基板応力による構造安定化を活用することで薄膜によるλ相Ti3O5の大面積単結晶合成を行った。また、温度と光刺激によるλ相Ti3O5の相転移観測を行った。薄膜合成では、LaAlO3 (110)基板を用い基板温度を1100度とすることで、(100)面直配向したλ相Ti3O5薄膜が得られることを明らかにした。温度刺激による相転移については抵抗率の温度依存性および、放射光X線回折とラマン分光測定による構造相転移の観点から明らかにした。抵抗率の温度依存性からは、相転移を示唆するキンク構造や金属絶縁体転移を観測した。放射光X線回折からは単斜晶角を決定し、ランダウ理論に基づく温度依存性のフィッティングから転移温度が~460 Kと決定した。光刺激については、ナノ秒のNd: YAGレーザを用いた永続的な光誘起相転移とフェムト秒のTi:sapphireレーザを用いたポンププローブ法によるダイナミクスの観測を行った。ナノ秒レーザの照射では、β相からλ相への相転移の発現を顕微ラマン分光測定から明らかにした。フェムト秒レーザによる時間分解計測では、ポンプ光照射から1ピコ秒未満での透過率反射率の変化を見出した。

Acidified チタンの1 kind of であるTi3O5は５つのcrystal polymorphic をhold つ. The light-induced phase shift of その中で and λ phase Ti3O5 at room temperature and permanent temperature are the same, and the acidification compound is the only one that has special properties. It is possible to create phase transitions between the lambda phase Ti3O5 and polymorphous crystals by applying pressure, temperature, and current. The binary system consists of pure elements and is composed of colorful elements. The しかしλ phase Ti3O5 and the room temperature quasi-stable phase であるため and the これまでナノサイズのpolycrystal sample られていない. This research is based on the synthesis of large-area monocrystals of thin films and lambda phase Ti3O5 by utilizing structural stabilization of substrate strength.また、Temperature and light stimulation によるλ phase Ti3O5 phase change can be measured and measured. Thin film synthesis, LaAlO3 (110) The substrate temperature is 1100 degrees and the (100) plane direct alignment is used for the lambda phase Ti3O5 film. Temperature stimulation, phase shift, resistance rate, temperature dependence, and radioactive X-ray reflection, spectroscopic measurement, structural phase shift, point, and brightness. The temperature dependence of the resistance rate has been determined, and the phase shift has been measured based on the structure of the metal insulator. The radiation X-ray refraction is determined by the angle of the oblique crystal, and the ランダウ theory is based on the temperature dependence of the temperature. It is determined by the temperature of ~460 K. Light stimulation については、ナノsecondのNd: YAG レーザを uses the light of いた永続 to induce phase shift とフェムトsecondのTi:sapph ireレーザを用いたポンププローブ法によるダイナミクスの観measure を行った.ナノSecond レーザのirradiation では, β-phase からλ phase へのphase 転Shift の発行を顕微ラマンspectrometry から明らかにした.フェムトレーザによるTime decomposition measurementでは,ポンプlight irradiationから1ピコseconds not満でのtransmittance reflectivityの変化を见出した.

项目成果

期刊论文数量（14）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Modulation of superconductivity using Li-ion secondary battery technique

利用锂离子二次电池技术调制超导性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akira Ohtomo;Takuto Soma;Kohei Yoshimatsu;吉松　公平;吉松　公平;Kohei Yoshimatsu;Kohei Yoshimatsu
通讯作者：
Kohei Yoshimatsu

Electronic band structure of Ti2O3 thin films studied by angle-resolved photoemission spectroscopy

角分辨光电子能谱研究 Ti2O3 薄膜的电子能带结构

DOI：
10.1103/physrevb.105.235137
发表时间：
2022
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
Hasegawa Naoto;Yoshimatsu Kohei;Shiga Daisuke;Kanda Tatsuhiko;Miyazaki Satoru;Kitamura Miho;Horiba Koji;Kumigashira Hiroshi
通讯作者：
Kumigashira Hiroshi

Evidence of lattice deformation induced metal-insulator transition in Ti2O3