薄膜エピタキシーによる重元素ニクタイド正方格子単結晶の電子物性の開拓

参画している国際共同大学院の留学制度を利用して、2022年4月から10月の間、独ダルムシュタット工科大学のProf. Lambert Alff研究室に留学し、分子線エピタキシー法を用いたLa2O2Sbエピタキシャル薄膜の合成を行った。合成条件を最適化することで、MgO(001)基板上にLa2O2Sb(001)エピタキシャル薄膜の直接成膜に初めて成功した。これまで用いてきた多層膜固相エピタキシーによる作製では、試料内部の結晶化されていない領域が基礎物性に及ぼす影響が不明であった。MBE法は直接成長であるため、そのような懸念なしに基礎物性を評価でき、薄膜の膜厚依存性を解明できる。今後これによりエピタキシャル応力の影響を調査することで、La2O2Sbにおけるバルクと薄膜の大きな抵抗率変化の起源の解明を目指す。また、異なる単結晶基板を用い、多層膜固相エピタキシー法によるLa2O2Sbエピタキシャル薄膜の合成を試みた。結果としては、MgO(001)基板のみで単相のLa2O2Sb(001)エピタキシャル薄膜が得られたが、それ以外の基板では、不純物相などの形成により、La2O2Sb(001)エピタキシャル薄膜を単相で得ることはできなかった。これは、良好な格子ミスマッチだけではなく、前駆体多層膜とは反応しない基板を活用することが、多層膜固相エピタキシー法によるLa2O2Sbエピタキシャル薄膜の合成に重要であることを示唆する。予想外の展開として、上述した異なる単結晶基板を用いたLa2O2Sbエピタキシャル薄膜の合成条件の最適化の過程で、LaSb(001)エピタキシャル薄膜を初めて得ることに成功し、LaSbのバルク単結晶と同程度の低い電気抵抗率を示した。なお、このLaSbに関する結果は、Chem. Lett.誌に掲載された。

参画している国際共同大学院の留学制度を利用して、2022年4月から10月の間、独ダルムシュタット工科大学のProf. Lambert Alff研究室に留学し、分子線エピタキシー法を用いたLa2O2Sbエピタキシャル薄膜の合成を行った。合成条件を最適化することで、MgO(001)基板上にLa2O2Sb(001)エピタキシャル薄膜の直接成膜に初めて成功した。これまで用いてきた多層膜固相エピタキシーによる作製では、試料内部の結晶化されていない領域が基礎物性に及ぼす影響が不明であった。MBE法は直接成長であるため、そのような懸念なしに基礎物性を評価でき、薄膜の膜厚依存性を解明できる。今後これによりエピタキシャル応力の影響を調査することで、La2O2Sbにおけるバルクと薄膜の大きな抵抗率変化の起源の解明を目指す。また、異なる単結晶基板を用い、多層膜固相エピタキシー法によるLa2O2Sbエピタキシャル薄膜の合成を試みた。結果としては、MgO(001)基板のみで単相のLa2O2Sb(001)エピタキシャル薄膜が得られたが、それ以外の基板では、不純物相などの形成により、La2O2Sb(001)エピタキシャル薄膜を単相で得ることはできなかった。これは、良好な格子ミスマッチだけではなく、前駆体多層膜とは反応しない基板を活用することが、多層膜固相エピタキシー法によるLa2O2Sbエピタキシャル薄膜の合成に重要であることを示唆する。予想外の展開として、上述した異なる単結晶基板を用いたLa2O2Sbエピタキシャル薄膜の合成条件の最適化の過程で、LaSb(001)エピタキシャル薄膜を初めて得ることに成功し、LaSbのバルク単結晶と同程度の低い電気抵抗率を示した。なお、このLaSbに関する結果は、Chem. Lett.誌に掲載された。