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レーザーMBE法で作製したペロブスカイトMn酸化物単結晶薄膜の角度分解光電子分光

激光MBE法制备钙钛矿氧化锰单晶薄膜的角分辨光电子能谱

基本信息

批准号：
15740176
负责人：
組頭広志
金额：
$ 2.37万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

超巨大磁気抵抗効果に代表されるペロブスカイトMn酸化物(La_<1-x>Sr_xMnO_3(LSMO))が示す特異物性の発現機構を解明するために、Laser molecular-beam epitaxy(レーザーMBE)法を用いて、表面を原子レベルで制御したペロブスカイトMn酸化物単結晶薄膜を製作し、その場(in situ)でARPES測定を行った。これにより、Mn酸化物薄膜のバンド構造を実験的に決定することに世界に先駆けて成功した。また、ペロブスカイトMn酸化物単結晶薄膜の成長条件の最適化をおこなうことで、ドープ量を系統的に変化させたLSMO薄膜の相図を作成し、SrTiO_3基板上に作成したLSMO薄膜がbulkのLSMOとほぼ同じ特性を示すことを明らかにした。作成した相図をもとに、LSMOのバンド構造の組成依存性を系統的に測定し、強磁性金属であるx=0.4において、Γ点を中心としたエレクトロンポケットを明確に観測することに成功した。バンド計算との比較から、これはLSMOのハーフメタル的伝導に深く関わっていると考えられるMn 3de_g軌道に基づくmajority bandで形成されたエレクトロンポケットであると同定した。また、2.0eV近傍にフラットなMn 3dt_<2g>状態が存在し、2.3〜6eVには大きな分散を示すO 2p状態に基づくバンドが存在することを明らかにした。また、この電子面は、ホール濃度(x)が減少するに伴ってその強度が減少してゆき、強磁性相の消失と共に見えなくなるといったLSMOの金属-絶縁体転移に伴う電子構造の変化を観測することに成功した。この実験結果から、LSMOの金属-絶縁体転移がフェルミ準位近傍のスペクトル強度の移動によって引き起こされていると結論づけた。

The ultra-large magnetic field resistance represents the development mechanism of Mn acid compound (La_<1-x>Sr_xMnO_3(LSMO)), and the Laser molecular-beam epitaxy(MBE) method is used to prepare Mn acid single crystal thin films and determine ARPES in situ. The structure of the thin film of manganese oxide is determined by the world's first success. Optimization of Growth Conditions for Mn Oxide Thin Films on SrTiO_3/SrTiO_3 Substrates; Synthesis of LSMO Thin Films on SrTiO_3/SrTiO_3 Substrates; and Characterization of LSMO Thin Films on SrTiO_3/SrTiO_3 Substrates. The composition dependence of LSMO structure is determined by the method of determining the center of ferromagnetic metal with x=0.4 The calculation and comparison of LSMO and Mn 3de_g orbit are based on the majority band of Mn 3de_g orbits. 2.0 eV near field Mn3dt_state exists<2g>, 2.3 ~ 6eV near field Mn3dt_state exists. The intensity of ferromagnetism phase decreases and the electron structure of LSMO decreases. The results show that LSMO metal-insulator migration is a key factor in the evolution of metal properties.

项目成果

期刊论文数量（35）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

In-situ synchrotron radiation angle-resolved photoemission study on La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3 thin films grown by laser molecular beam epitaxy

激光分子束外延生长La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3薄膜的原位同步辐射角分辨光电子发射研究

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Journal of Magnetism and Magnetic Materials 272-276
影响因子：
0
作者：
K.Horiba et al.;H.Kumigashira et al.
通讯作者：
H.Kumigashira et al.

Preparation of thermally stable TiO_2-terminated SrTiO_3 (100) substrate surface

热稳定TiO_2封端SrTiO_3(100)基体表面的制备

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Applied Physics Letters 85
影响因子：
0
作者：
K.Horiba et al.;H.Kumigashira et al.;H.Kumigashira et al.;M.Oshima et al.;S.Toyoda et al.;M.Kubota et al.;S.Toyoda et al.;H.Kumigashira et al.;H.Kumigashira et al.;T.Ohnishi et al.
通讯作者：
T.Ohnishi et al.

In-situ photoemission spectroscopic study on La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3 thin films grown by combinatorial laser-MBE

组合激光-MBE生长La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3薄膜的原位光电子能谱研究

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 136
影响因子：
0
作者：
K.Horiba et al.;H.Kumigashira et al.;H.Kumigashira et al.;M.Oshima et al.;S.Toyoda et al.;M.Kubota et al.;S.Toyoda et al.;H.Kumigashira et al.
通讯作者：
H.Kumigashira et al.

Spectral evidence for inherent "dead layer" formation at La_<1-ν>Sr_νFeO_3/La_<1-x>Sr_xMnO_3 heterointerface

La_<1-ν>Sr_νFeO_3/La_<1-x>Sr_xMnO_3 异质界面固有“死层”形成的光谱证据

DOI：
发表时间：
期刊：
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena (In press)
影响因子：
0
作者：
K.Horiba et al.;H.Kumigashira et al.;H.Kumigashira et al.;M.Oshima et al.;S.Toyoda et al.;M.Kubota et al.;S.Toyoda et al.;H.Kumigashira et al.;H.Kumigashira et al.;T.Ohnishi et al.;D.Kobayashi et al.;K.Horiba et al.;J.Okabayashi et al.;H.Wadachi et al.;K.Horiba et al.;D.Kobayashi et al.;K.Horiba et al.;R.Hashimoto et al.
通讯作者：
R.Hashimoto et al.

In-situ angle-resolved photoemission study on La_<1-x>Sr_xMnO_3 thin films grwon by laser MBE

激光MBE生长La_<1-x>Sr_xMnO_3薄膜的原位角分辨光电研究

DOI：
发表时间：
期刊：
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena (In press)
影响因子：
0
作者：
K.Horiba et al.;H.Kumigashira et al.;H.Kumigashira et al.;M.Oshima et al.;S.Toyoda et al.;M.Kubota et al.;S.Toyoda et al.;H.Kumigashira et al.;H.Kumigashira et al.;T.Ohnishi et al.;D.Kobayashi et al.;K.Horiba et al.;J.Okabayashi et al.;H.Wadachi et al.;K.Horiba et al.;D.Kobayashi et al.;K.Horiba et al.;R.Hashimoto et al.;H.Wadati et al.;S.Toyoda et al.;A.Chikamatsu et al.
通讯作者：
A.Chikamatsu et al.