空間群P213に属する貴金属アルミナイド薄膜のカイラリティ制御

P213空间群贵金属铝化物薄膜的手性控制

• 批准号: 22K04856
• 负责人: 豊木 研太郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04856/
• 关键词: カイラリティ; 貴金属アルミナイド; Rashba-Edelstein効果; スピン流; カイラル結晶; スピンカロリトロニクス

本研究では，カイラリティ選択的な合金薄膜の作製法の確立を目的として研究を進めている．このための手法として，カイラリティを持つ基板として水晶基板を選定し，水晶基板上での貴金属アルミナイドの成長様式に関して検討している．本年度は，特に貴金属アルミナイドのうち，Au4Alに着目して研究を進めた．まず，薄膜としてのAu4Al相の安定性に関して検討するために，石英ガラス基板上にAu/Al薄膜を作製し，熱処理を施すことで，相安定性に関して検討した．その結果，Au4Al相の生成には少なくとも，200 ℃以上の温度が必要なことがわかった．100 ℃以下の低い温度ではAu8Al3相およびFCC固溶体に相分離することがわかった．また，この相分離および，Au8Al3相の生成反応に関しては室温においても進むことが示唆された．すなわち，Au4Al相に関しては低温安定性が低く，室温においても年単位の時間経過によって，分解が進む可能性が示された．水晶基板上における成長に関しては，特に基板前処理方法に関して検討した．このため，フッ酸処理および真空中・大気中熱処理などに関して検討した．その結果，水晶基板上において多結晶であるものの，Au4Al相の得られる条件として，フッ酸処理後の大気中熱処理が最適である可能性が示された．ただし，より詳細なフッ酸処理におけるpH，時間および，その後の熱処理の条件に関しては未だ検討の余地がある．また，エピタキシャル成長した薄膜が得られなかった原因としては，界面エネルギーが高いことなどが可能性として挙げられる．

这项研究正在进行中，目的是建立一种制造有选择地使用手性的合金薄膜的方法。作为此目的的一种方法，选择了石英底物作为手性的底物，并研究了石英底物上贵金属铝制的生长方法。今年，我们专注于Au4al，这是一种特别贵金属铝制，并进行了研究。首先，为了研究Au4al相作为薄膜的稳定性，在石英玻璃基板上制造了薄膜/Al膜，并进行热处理以检查相位的稳定性。结果，发现至少需要200°C或更高的温度才能产生AU4AL相。发现在低温低于100°C的低温下将相分为AU8AL3相，而FCC实心溶液分离。还提出，即使在室温下，相位分离和Au8al3相的形成反应也会进行。换句话说，AU4AL相在低温下的稳定性较低，并且已经表明，在室温过程中，分解可能会在时间过程中进展。关于晶体底物上的生长，我们已经特别检查了底物预处理方法。因此，我们研究了氢氟处理，真空和大气热处理。结果，尽管在石英底物上的多晶，但表明获得AU4AL相的最佳条件是氢氟酸处理，这可能是最佳的。但是，在更详细的氢氟酸处理中，关于pH，时间和随后的热处理仍然存在余地。此外，未获得外延生长的薄膜的原因是高界面能量。