層状酸化物のレーザー励起分子層変調エピタキシ-と新超伝導体の探索

层状氧化物的激光激发分子层调制外延及寻找新型超导体

• 批准号: 06216222
• 负责人: 吉本 護
• 金额: $ 1.02万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06216222/
• 关键词: 酸化物; 原子層制御; レーザーMBE; 薄膜結晶成長; 表面構造解析; 高温超伝導体; 分子層変調

超格子構築による新超伝導体創製をめざして、その重要な要素技術である酸化物薄膜の原子層制御の最適化を行った。また(1)RHEEDその場観察による薄膜成長過程の解析、(2)CAICISS(同軸型イオン散乱分光)による基板最表面構造の同定、を検討した。その結果を以下にまとめる。(1)レーザーMBE法によるBaCuO2無限層薄膜の堆積中において、2次元エピタキシャル成長に基づくRHEED強度振動を初めて観測した。さらにBaCuO2へのNa^+(p-type)及びCe^<4+>(n-type)を使った、δドープ、分子層変調ドープにおいて、キャリアー注入が有効に行われることを確認した。特にNaドープBaCuO2層とノンドープBaCuO2層からなる分子層レベルでのキャリアードープ変調超格子においては、各単層膜が半導性であるにもかかわらず、金属的電導挙動に変化することを見出した。(2)酸化物の共蒸着成膜の場合、2次元エピタキシャル成長の際の成長単位層は、電荷中性条件を満足する最小繰り返し原子層の組み合わせとなることを見出した。(3)SrTiO3(001)面の終端面構造は、次のように決定することができた;(a)市販基板(TiO2面が90%以上)、(b)高温アニール基板(TiO2面100%で終端したテラス面と4Aの分子層ステップ)、(c)ホモエピタキシャル膜(SrO面100%)。

Superlattice construction is an important element in the creation of new superconductors, and optimization of atomic layer fabrication of acid thin films is carried out. (1) Analysis of thin film growth process by field observation of RHEED,(2) Identification and analysis of substrate surface structure by CAICISS(coaxial scattering spectroscopy). The results are as follows. (1)BaCuO2 infinite layer film deposition in the MBE method, two-dimensional growth, RHEED intensity vibration measurement The Na^+(p-type) and Ce^<4+>(n-type) ions in BaCuO2 + are confirmed to be effective in the formation of Ba, δ, and molecular layers. In particular, the Na-BaCuO 2 layer and the BaCuO2 layer are separated from each other by a molecular layer, and the semiconductor properties of each layer film and the conductivity of metals are changed. (2)In the case of co-evaporation of acid compounds, the growth unit layer during the growth of two-dimensional particles, the charge neutral condition, the minimum temperature, and the composition of atomic layers are observed. (3) The terminal surface structure of SrTiO3 (001) plane is determined by (a) commercial substrate (TiO2 plane 90% or more),(b) high temperature substrate (TiO2 plane 100% or more), and (c) SrTiO3 film (SrO plane 100%).

项目成果

T. Maeda, K. Shimozono, M. Yoshimoto et al.: "Two-dimensional Epitary and Electromic Property Control of Infinite-layer Luprate Films by Laser MBE" Technical Report of IEICE. 93-112. 7-12 (1994)

T. Maeda、K. Shimozono、M. Yoshimoto 等人：“激光 MBE 对无限层 Luprate 薄膜的二维外延和电子特性控制”IEICE 技术报告。

T. Maeda, M. Yoshimoto, K. Shimozono, et al.: "Two-dimensional Laser Molchar Beam Epitaxy and Carrier Modulation of Infinite-layer BaCuO_2 Films" Physica C. (in press). (1995)

T. Maeda、M. Yoshimoto、K. Shimozono 等人：“无限层 BaCuO_2 薄膜的二维激光 Molchar 束外延和载波调制”Physica C.（出版中）。

M. Kawasaki, K. Fujito, M. Yoshimoto et al.: "Atomic Scale Imaging of Ceramic Thin Films Surface" Report of RLEM of Tokyo Inst. of Tech.19. 95-110 (1994)

M. Kawasaki、K. Fujito、M. Yoshimoto 等人：《陶瓷薄膜表面的原子尺度成像》东京研究所 RLEM 报告。

O. Ishiyama, M. Shinohara, M. Yoshimoto et al.: "In sita Determination of Terminating Atomic Plane of SrTiO_3(001) by CAICISS" Proc. of ISS'94.(in press). (1995)

O. Ishiyama、M. Shinohara、M. Yoshimoto 等人：“CAICISS 现场测定 SrTiO_3(001) 的终止原子平面”Proc。

M. Yoshimoto, T. Maeda, S. Gonda et al.: "Molecular Layer Epitaxy of Perorskite-Based Oxides by Laser MBE" MRS Proc. (U.S.A.). 341. 133-138 (1994)

M. Yoshimoto、T. Maeda、S. Gonda 等人：“通过激光 MBE 实现钙钛矿基氧化物的分子层外延” MRS Proc。