表面原子マニピュレーションによる遷移金属酸化物ヘテロ界面の物性制御

通过表面原子操纵控制过渡金属氧化物异质界面的物理性质

• 批准号: 18760500
• 负责人: 大西 剛
• 金额: $ 2.3万
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760500/
• 关键词: マイクロ・ナノデバイス; MBE、エピタキシャル

本研究計画では1)単結晶基板表面上の分子層ステップの形状と密度を制御した上で、2)ヘテロエピタキシーと電界効果トランジスターへの応用、そして3)界面修飾による低次元導電層の形成を行う予定であった。テンプレートとなるSrTiO_3単結晶基板表面の分子層ステップの密度を制御する上で必要なSrTiO_3ホモエピタキシーをPLDにて行うに当たり、レーザーによる原料蒸発時にSr/Ti比がずれることが明らかとなると共に、それが分子層ステップの形状(ファセットの有無)を支配することがわかった。理想的なホモエピタキシーにはアブレーション条件を正確に制御し、Sr/Ti比が1となるようにすることが必要である。次に、そうして得たホモエピタキシャル薄膜が堆積された基板がなぜか導電性になってしまうことがわかった。これは真空中のPLDによるSrTiO_3薄膜の堆積によって、堆積した薄膜はもとより基板が酸素欠損していることに寄ることを突き止めた。詳細な実験の結果、導電性は酸素欠損した薄膜よりも酸素欠損した基板が担っており、薄膜が基板から酸素を引き抜いていることによることがわかった。この現象は酸化物薄膜であれば堆積する材料にはあまり寄らず、真空中でPLDによって薄膜を形成する際に避けられない現象であることがわかった。このSrTiO_3基板からの酸素の引き抜きをアブレーション条件、酸素分圧、基板温度を制御することで液体He温度で40,000cm^2V^<-1>s^<-1>を超える高移動度2次元導電層が作製できることがわかった。またこれらの導電性を表面形状を崩さすに消し去るには大気中での低温アニールが有効であることを突き止めた。

This research project includes: 1) controlling the shape and density of molecular layer on the surface of single crystal substrate; 2) controlling the application of molecular layer and electric field effect; 3) determining the formation of low-dimensional conductive layer by interface modification. SrTiO_3 crystal substrate surface molecular layer density control is necessary, SrTiO_3 crystal layer density control is necessary. The ideal Sr/Ti ratio is 1. The film is deposited on the substrate and has electrical conductivity. The deposition of SrTiO_3 thin films in vacuum was studied. Detailed results, conductivity, acid loss, thin film, acid loss, substrate, thin film, substrate, acid loss, thin film, substrate, thin film, thin film This phenomenon is caused by the accumulation of acid thin films in materials and the formation of PLD thin films in vacuum. For SrTiO_3 substrate, the temperature of liquid He is 40,000 cm^2V ^ s, and the temperature of substrate is 40,000 cm^2V ^<-1>s<-1>. The conductivity of the surface is very low.

项目成果

Molecular layer-by-layer growth of C_60 thin films by continuous-wave infrared laser deposition

连续波红外激光沉积C_60薄膜的分子层生长

• 发表时间: 2008
• 期刊: Appl. Phys. Express 1
• 作者: T. Nakane;K. Takahashi;T. Kuroda and H. Kumakura;S. Yaginuma
• 通讯作者: S. Yaginuma

In situ resonant photoemission characterization of La0.6Sr0.4MnO3 layers buried in insulating perovskite oxides

• DOI: 10.1063/1.2163827
• 发表时间: 2006-04
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: H. Kumigashira;R. Hashimoto;A. Chikamatsu;M. Oshima;T. Ohnishi;M. Lippmaa;H. Wadati;A. Fujimori;K. Ono;M. Kawasaki;H. Koinuma

High-throughput characterization of metal electrode performance for electric-field-induced resistance switching in metal/Pr0.7Ca0.3MnO3/metal structures

• DOI: 10.1002/adma.200601957
• 发表时间: 2007-07-02
• 期刊: ADVANCED MATERIALS
• 影响因子: 29.4
• 作者: Tsubouchi, Kenta;Ohkubo, Isao;Koinuma, Hideomi
• 通讯作者: Koinuma, Hideomi

Growth and Characterization of Epitaxial DyScO_3 Films on SrTiO_3

SrTiO_3上外延DyScO_3薄膜的生长及表征

• 发表时间: 2006
• 期刊: Jpn.J.Appl.Phys. 45
• 作者: K.Shibuya;H.Kumigashira;中根茂行,黒田恒生,熊倉浩明;D.Toyota;T.Uozumi
• 通讯作者: T.Uozumi

パルスレーザー堆積法による複酸化物薄膜のエピタキシー

脉冲激光沉积法制备双氧化物薄膜

• 发表时间: 2008
• 期刊: 機能性材料 28
• 作者: T. Nakane;A. Asthana;K. Hashi;M. Murakami;K. Takahashi;H. Abe;T. Shimizu;H. Kitaguchi and H. Kumakura;大西剛
• 通讯作者: 大西剛