酸化物薄膜における金属・絶縁体転移のサイズ効果

氧化物薄膜中金属-绝缘体转变的尺寸效应

• 批准号: 15F15363
• 负责人: 鳥海 明
• 金额: $ 1.47万
• 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: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-11-09 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15F15363/
• 关键词: 金属絶縁体転移; 水素; 遷移金属酸化物; VO2; Mott転移; SmNiO3; 遷移金属酸化薄膜; 金属・絶縁体転移; モット転移; 電子相関

VO2は金属・絶縁体転移を引き起こす典型的な材料である。低温では高抵抗状態、温度をあげていくと室温よりやや高い320℃付近で低抵抗状態に転移する。これに対してChen氏は水素をドーピングすることによって電気伝導度を大きく変えることによって転移温度を意のままに変えようという試みを提案してきた。実験的には、VO2固有の性質を引き出し、できるだけ転移が急峻な薄膜で研究をすすめるべく製膜にはPLD法を採用した。また単結晶薄膜を形成するために，単結晶TiO2基板上にVO2をエピタキシャルに成膜した。その後にVO2膜面上にPtドット（直径50ミクロン）をアレー状に形成した。単結晶性はXRDで確認し、またVO2中のVの価数はXPSによって決定した。Pt堆積後にHe希釈されたH2ガス中，300℃で熱処理をすることによって水素を膜中に導入した。中の水素は赤外吸収でチェックした。今回の結果は現在論文にまとめるべく整理を進めているところであるが、水素中における熱処理時間にほぼ比例して室温における電気伝導度が大幅に向上していることがわかった。また水素導入したVO2の抵抗の温度依存性を評価すると、およそ130K以下になるとなだらかに抵抗が上昇する結果が得られた。これは他の報告からするとV2O3の結果に近い。水素の役割に関して従来いくつかの案が提案されていたが、今回の結果は水素がまさにキャリアのドーピングとして働いていることを示しており、VO2の転移温度を制御する手法の一つであり、またVO2の転移機構を決定する上で大きな事実と考えられる。

VO2はmetal·instant body changer is a typical material. The low temperature is the high resistance state, the temperature is the room temperature and the high resistance is 320℃, and the low resistance state is the low resistance state.これに対してChen's は水素をドーピングすることによって电気伝 Conductivity を大きく変えることによって転热を意のままに変えようというtestみをProposalしてきた. The original properties of VO2 are introduced, the characteristics of VO2 are introduced, and the film is researched and filmed using the PLD method. The formation of monocrystalline thin films is done by the formation of thin films of VO2 on monocrystalline TiO2 substrates. The Pt ドット (diameter 50 ミクロン) をアレー-shaped に is formed on the VO2 membrane surface. The crystallinity is confirmed by XRD, and the number of V in VO2 is determined by XPS. After Pt deposition, it was heat-treated at 300°C and hydrogen was introduced into the film. The water in the medium is absorbed by the infrared rays. This time's results and current papers are organized by にまとめるべくを入めているところであるが、水素中におけるThe heat treatment time is proportional to the room temperature and the electrical conductivity is large enough to increase the temperature.またhydrogen introduction したVO2 のresistant のtemperature dependence を 価 すると, およそ 130K or less になるとなだらかにresistant がrise する results が got られた. The result of V2O3 is near. This time, the proposal of the case of the water element cut off the pass is the case, this timeのRESULTSとをshows しており、VO2の転Shift temperature をcontrol する Technique の一つであり, またVO2's transfer organization をDecisionする上で大きな事実とtestえられる.

项目成果

鳥海研究室 成果発表

鸟海实验室结果公布

"Hydrogen Induced Colossal Resistance Switching in Perovskite Nickelates"

“钙钛矿镍酸盐中氢诱导的巨大电阻转换”

• 发表时间: 2016
• 作者: J. Chen;J. Shi;Y. Zhou;Y. Wu;Y. Jiang;X. Shi;L. Chen;T. Yajima;T. Nishimura;A. Torium,and S. Ramanathan
• 通讯作者: A. Torium,and S. Ramanathan

東京大学大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻 鳥海研究室 成果発表

东京大学大学院工学研究科材料工学科鸟海实验室结果公布