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 is a typical material for metal insulation. Low temperature, high temperature, low temperature Therefore, Chen's proposal is made carefully to increase the electrical conductivity of water and increase the temperature. The intrinsic properties of VO2 are introduced and the PLD method is used to study the rapid film formation. A crystalline thin film is formed on a crystalline TiO2 substrate. After the formation of VO2 film surface Pt (diameter 50 mm) The crystallinity was confirmed by XRD and determined by XPS. After the Pt is deposited, water is introduced into the film by heat treatment at 300℃ in H2 atmosphere. The water element in the middle is red and absorbed outside. The results of this paper are as follows: 1. The heat treatment time is proportional to the room temperature, and the electrical conductivity is greatly increased. We also evaluated the temperature dependence of the resistance to VO2 due to water introduction, and obtained the results that the resistance increased even below 130K. The results of V2O3 are similar to those of other reports. The water element is related to the separation of water elements from water elements. The water element is related to the separation of water elements. The water element is related to the separation of

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