分光学的手法を用いた絶縁体-絶縁体界面における金属的電子状態の研究

使用光谱方法研究绝缘体-绝缘体界面处的金属电子态

• 批准号: 06J10179
• 负责人: 津田 俊輔
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J10179/
• 关键词: 酸化物; 界面; エレクトロニクス; 軟X線分光

本年度はLaAlO_3-SrTiO_3界面における金属的伝導の起源を明らかにするための第一歩として、LaAlO_3膜の成膜条件について詳細な研究を行った。成膜にはPulsed Laser Deposition (PLD)法を用いた。SrTiO_3は通常最表面がTiO_2面からなる。この上にLaAlO_3を堆積させるとTiO_2-LaO界面ができる。この界面について、さまざまな成膜条件を調べたところ、SrTiO_3基板側に酸素欠損を生じさせていると思われる条件を見出した。一方、LaAlO_3を堆積させる前にSrOを一層堆積させることにより、SrO-AlO_2界面を作成することができる。この界面は絶縁体的であることが期待されるが、条件によっては金属的伝導を示すことがわかった。これら2種類の界面作成条件の検討から、LaAlO_3膜の成膜によりSrTiO_3基板側に酸素欠損を生じさせる条件は(1)低酸素分圧(2)高速成膜(3)大きなレーザースポットサイズであることがわかった。これら酸素欠損をできうるだけ避けた条件下で成膜した場合でも金属的伝導が見られることから、LaALO_3-SrTiO_3界面における金属的伝導の起源はSrTiO_3基板に生じた酸素欠損だけではないことを見出した。また、従来型放電管を用いた光電子分光測定をはじめた。これまでのところ、電気伝導の有無に対してLa5pの内殻準位について大きな変化は見られなかった。今後さらに詳細な測定を続けることにより、電子状態の立場から界面伝導の機構を明らかにしていきたい。

This year, the first step in the study of the origin of metal conduction at the LaAlO_3-SrTiO_3 interface and the conditions for the formation of LaAlO_3 films were studied in detail. The Pulsed Laser Deposition (PLD) method is used for film formation. SrTiO_3 is usually the most surface of TiO_2. LaAlO_3-TiO_2-LaO interface is formed on the top of LaAlO_3-TiO_2 interface. The conditions for the formation of SrTiO_3 films on the substrate side were discussed. A layer of SrO was deposited before LaAlO_3 was deposited. The SrO-AlO_2 interface was formed. This interface is not only suitable for metal, but also suitable for metal conduction. There are two kinds of interface formation conditions: (1) low acid component pressure (2) high speed film formation (3) high acid component pressure (4) high acid component pressure (5) high acid component pressure (6) low acid component pressure (7) high acid component pressure (8) high acid component pressure (8) high acid component pressure (9) high acid component pressure (9) high acid component pressure (10) high acid component pressure) high acid component pressure (10) high acid component The origin of metal conduction in LaALO_3-SrTiO_3 interface is found in the case of film formation under the condition of acid deficiency. A new type of photoelectron spectroscopy The presence or absence of electrical conduction in the inner shell of the La5p is a problem. In the future, detailed measurement of the electronic state, the position of the interface, and the mechanism of the interface will be made clear.