光電子分光を利用した分子ビーム制御による遷移金属酸化物薄膜成長法の開発

利用光电子能谱控制分子束的过渡金属氧化物薄膜生长方法的开发

基本信息

批准号：
12874037
负责人：
溝川貴司
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12874037/
关键词：
光電子分光遷移金属酸化物薄膜

项目摘要

新しい電子線エネルギー分析器と単色化X線源を導入し、薄膜の光電子分光測定を行った。遷移金属酸化物薄膜を酸素中でアニールするなどして表面処理を行い、その清浄表面の光電子分光測定を行った。特に、Zn_<1-x>Mn_xO等の遷移金属酸化物薄膜の測定を進めている。研究計画当初に目標に掲げた、遷移金属酸化物薄膜成長中を光電子分光で観察するに至らなかったが、三角格子構造を持つ層状コバルト酸化物の光電子分光測定によってその電子状態に関する知見が得られるなどの副産物があった。特に、三角格子を持つ層状コバルト酸化物Ca_3Co_4O_9の電子状態を光電子分光で調べ、Co 2p内殻および価電子帯の光電子スペクトルからコバルトが低スピン状態をとることを示した。低スピン状態のCo^<3+>とCo^<4+>が三角格子上で電荷秩序する可能性を非制限Hartree-Fock近似計算によって調べ、その電荷秩序状態の状態密度と価電子帯の光電子スペクトルを比較した。さらに、Ca_<2-x>Sr_xRuO_4の単結晶試料を光電子分光によって調べ、表面およびバルクの電子状態を明らかにした。価電子帯の光電子スペクトルを非制限Hartree-Fock近似計算より得られる状態密度と比較した。さらに、クーロン相互作用の2次摂動で得られる自己エネルギーを計算し、自己エネルギー補正によって実験結果をよりよく再現できることが明らかになった。Ca_<2-x>Sr_xRuO_4およびCa_3Co_4O_9の光電子分光による研究成果は、平成15年3月の日本物理学会において発表する予定である。

引入了新的电子束能量分析仪和单色X射线源，并进行了薄膜的光电子光谱。通过在氧气中退火等，对过渡金属氧化物薄膜进行表面处理，并进行清洁表面的光电子光谱。特别是，正在进行过渡金属氧化物薄膜（例如Zn_ <1-x> Mn_xo）的测量。尽管该目标是在研究项目开始时设定的，但在过渡金属氧化物薄膜的生长过程中，未使用光电子光谱观察到过渡金属氧化物薄膜，但存在诸如具有三角形氧化钴氧化物的光电子光谱的副产物，具有三角形晶状体结构，这些光谱具有其电子状态。特别是，通过光电子光谱学研究了带有三角形晶格的分层氧化钴CA_3CO_4O_9的电子状态，并且CO 2P内壳和价带的光电子光谱显示钴的光电光谱表明钴的旋转状态低。比较了低旋转状态中的co^<3+>和CO^<4+>在三角晶格上充电的可能性通过无限的Hartree-fock近似计算进行了研究，并比较了Valence带的电荷有序状态和光电光谱的状态的密度。此外，通过光电光谱检查了CA__ <2-x> SR_XRUO_4的单晶样品，以揭示表面和大量电子状态。比较价带的光电子光谱与通过无限的Hartree-Fock近似计算获得的状态密度进行了比较。此外，已经揭示了可以计算出库仑相互作用的二阶扰动获得的自能量，并且可以使用自我能源校正来更好地再现实验结果。 CA__ <2-X> SR_XRUO_4和CA_3CO_4O_9的光电光谱的结果将于2003年3月在日本物理学会上呈现。