Multidisciplinary analysis of oxide devices and interfaces using the international network of next generation synchrotron-radiation facilities

使用下一代同步辐射设施的国际网络对氧化物器件和界面进行多学科分析

• 批准号: 20KK0117
• 负责人: 組頭 広志
• 金额: $ 11.9万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-10-27 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20KK0117/
• 关键词: 放射光; 量子ビーム; 角度分解光電子分光; 軟X線分光; 酸化物エレクトロニクス; 強相関電子系; 酸化物ヘテロ構造; 機能性ナノ構造

本国際共同研究の目的は、海外の次世代高輝度放射光施設の先端解析技術と日本側の酸化物デバイス作製技術とを組み合わせ、酸化物デバイス・ナノ構造研究を国際共同研究の下に加速させることである。具体的には、国内の放射光施設では観測することの難しい、酸化物デバイス界面数nmの領域で発現する特異な量子（電荷・スピン・軌道）状態をそれぞれの自由度に分けて可視化し、その知見に基づいた機能設計を行う。これにより、現状のボトルネックを解消し、明確な設計指針の元に酸化物デバイス開発を進める。さらに、本研究を通した欧州の放射光施設での研究交流を通じて、次世代光源である東北放射光への最先端放射光解析技術の導入を図る。本年度も、新型コロナ禍による渡航制限のため、実質的に研究実施が行えない状況が続いた。また、さらにはロシア-ウクライナ戦争勃発のために、年度当初の欧州渡航判断の難しさもあった。そのため、本年度もテレワークを主体として、それぞれの機関・放射光施設で実験を遂行するためのネットワークを構築することに注力した。加えて、放射光測定の自動化にも取り組んだ。本来ならば、2022年に2-3週間間、パリ南大（SOLEIL放射光施設）で新しく稼働し始めたナノARPES装置を用いた共同実験を行うべく準備を整えていたが、上記の状況を鑑み、断念した。その一方で、これまでに構築したリモート実験環境を駆使して、海外グループとの国際共同実験を遂行した。さらに、オンライン会議を積極的に用いて、パリ南大学のグループと今後の研究計画に関する入念な打ち合わせを行った。また、オンラインで密に議論することで、これまでの共同研究で得られていたデータを再解析し、現在論文執筆を進めている。

这项国际联合研究的目的是结合国际氧化物设备的制造技术的下一代高亮度同步辐射设施的尖端分析技术，并在国际联合研究下加速了对氧化物设备和纳米结构的研究。具体而言，在氧化物设备界面的纳米数量区域中表达的独特量子（电荷，自旋，轨道）状态，在国内同步辐射设施上很难观察到，通过将它们分为每个自由度，并根据知识将功能设计分开来可视化。这将消除当前的瓶颈，并根据清晰的设计指南促进氧化设备的开发。此外，通过这项研究，通过欧洲同步加速器辐射设施进行的研究交流，我们将向下一代光源Tohoku Synchrotron Radiation引入尖端的同步辐射分析技术。今年，由于Covid-19-19大流行造成的旅行限制，研究实际上几乎是不可能进行的。此外，由于俄罗斯 - 乌克兰战争的爆发，很难在财政年度开始前往欧洲。因此，今年，我们专注于建立一个网络，用于在每个机构和同步辐射设施进行实验，主要是远程办公。此外，他们还致力于自动化同步加速器测量。通常，他们一直准备使用新开始的纳米摩尔设备（Soleil Synchroscope设施）在2022年进行2-3周进行联合实验，但是考虑到上述情况，他们放弃了。另一方面，我们使用我们现在建立的远程实验环境对海外团体进行了国际联合实验。此外，在线会议被积极地用于与巴黎南部大学小组的未来研究计划进行彻底讨论。此外，通过在线进行密切讨论，我们重新介绍了通过以前的协作研究获得的数据，目前正在撰写论文。

项目成果

Polarity reversal of the charge carrier in tetragonal TiHx(x=1.6-2.0) at low temperatures

低温下四方TiHx(x=1.6-2.0)载流子的极性反转

• DOI: 10.1103/physrevresearch.2.033467
• 发表时间: 2020
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: Shimizu Ryota;Sasahara Yuki;Hamada Ikutaro;Oguchi Hiroyuki;Ogura Shohei;Shirasawa Tetsuroh;Kitamura Miho;Horiba Koji;Kumigashira Hiroshi;Orimo Shin-ichi;Fukutani Katsuyuki;Hitosugi Taro
• 通讯作者: Hitosugi Taro

Low-temperature-processable amorphous-oxide-semiconductor-based phosphors for durable light-emitting diodes

• DOI: 10.1063/5.0115384
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: K. Ide;N. Watanabe;T. Katase;M. Sasase;Junghwan Kim;S. Ueda;K. Horiba;H. Kumigashira;H. Hiramatsu;Hideo Hosono;T. Kamiya

Crystal Structure and Electronic Property Modification of Ca2RuO4 thin Films via Fluorine Doping

氟掺杂对 Ca2RuO4 薄膜的晶体结构和电子性能改性

• DOI: 10.1103/physrevmaterials.6.035002
• 发表时间: 2022
• 期刊: Phys. Rev. Mater.
• 作者: S. Fukuma;A. Chikamatsu;T. Katayama;T. Maruyama;K. Yanagisawa ;K. Kimoto;M. Kitamura;K. Horiba;H. Kumigashira;Y. Hirose;and T. Hasegawa
• 通讯作者: and T. Hasegawa

Structure analysis of LaNiO3/LaMnO3 interfaces to elucidate local polarization

LaNiO3/LaMnO3 界面的结构分析以阐明局部极化

• 发表时间: 2021
• 作者: Yusuke Wakabayashi;Masato Anada;Satoshi Sakaguchi;Kazuki Nagai;Miho Kitamura;Koji Horiba;Hiroshi Kumigashira
• 通讯作者: Hiroshi Kumigashira

アナターゼ型TiO2薄膜の作製とアルカリ金属吸着による表面の2次元電子状態制御

锐钛矿型TiO2薄膜的制备及碱金属吸附控制表面二维电子态

• 发表时间: 2020
• 作者: 湯川龍;簔原誠人;志賀大亮;北村未歩;三橋太一;小林正起;堀場弘司;組頭広志
• 通讯作者: 組頭広志