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 転 metal · insulator 転 transfer を lead to す す typical な material である. Low temperature で で high resistance state, temperature をあげて くと くと room temperature よ やや やや high <e:1> 320℃ followed by nearly で low resistance state に転 shift する. こ れ に し seaborne て Chen's は water element を ド ー ピ ン グ す る こ と に よ っ て electric 気 伝 conductance を big き く - え る こ と に よ っ て planning move temperature を meaning の ま ま に - え よ う と い う try み を proposal し て き た. Be the 験 に は and natural の properties of VO2 を lead き し, で き る だ け planning move that opened が urgent な films で を す す め る べ く membrane に は を PLD method using し た. The また単 crystalline film を forms するために, and the にVO2をエピタキシャ をエピタキシャ に に forms a film on the 単 crystalline TiO2 substrate た た. After そ そ, on the にVO2 membrane surface, にPtドット (with a diameter of 50) をアレ をアレ に forms a に. Youdaoplaceholder0 crystallinity で XRDで confirms that the <s:1> V <e:1> 価 number of <s:1> XPSによって in <s:1> and またVO2 determines た た. Pt builds に He bush 釈 さ れ た H2 ガ ス, 300 ℃ heat で 処 Richard を す る こ と に よ っ て water element を membrane に import し た. In the middle of the process, hydrochlorin でチェッ is externally absorbed でチェッ and た. Today back to の result は paper now に ま と め る べ く finishing を into め て い る と こ ろ で あ る が, water element in に お け る hot 処 manage time に ほ ぼ proportion し て room-temperature に お け る electric 気 伝 conductance が に sharply upward し て い る こ と が わ か っ た. ま た water element import し た VO2 の の resistance temperature dependency を review 価 す る と, お よ そ below 130 k に な る と な だ ら か に resistance rising が す る results ら が れ た. He <s:1> reported that the results of らすると らするとV2O3 に were close to れ. Water cut に element の service masato し て 従 to い く つ か の case が proposal さ れ て い た が, today back to の results は water element 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 shown し て お り, VO2 の planning move temperature を suppression す る gimmick の a つ で あ り, ま た VO2 の planning move organization を decided す る で large き な things be と exam え ら れ る.

项目成果

"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

鳥海研究室 成果発表

鸟海实验室结果公布

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