遷移金属酸化物薄膜のスピン・フォトン量子の競合とその応用

过渡金属氧化物薄膜中的自旋光子量子竞争及其应用

基本信息

  • 批准号:
    12046212
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.54万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2001
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

酸素プラズマ援用分子線エピタキシ法による、マンガン酸化物系薄膜作製技術を確立し、結晶構造における熱処理効果、薄膜特有のヘテロ界面の歪に起因する異方的な伝導特性、組成・温度に依存した光学スペクトルの変化について明らかにした。2元系のマンガン酸化物では、幾何学的スピンフラストレーションを有する準安定的な結晶形態λ-MnO_2単結晶薄膜の作製に成功し、その磁性を明らかにした。ペロブスカイト型マンガン酸化物系では、SrTiO_3(001)、NdGaO_3(110)基板上の(Pr,Sr)MnO_3エピタキシャル薄膜の2次元成長に成功し、RHEEDその場観察からその成長モードはPr0面とMnO_2面が交互に積層する成長モードであること、わずかな成長条件によりAサイト欠損が容易に生ずることが明らかとなった。Aサイト欠損によるホールドーピングでは、低温で強磁性絶縁相が支配的であることが示された。NdGaO_3(110)を基板として用いた場合、薄膜との格子不整合が小さいことから、きわめて急峻な界面を有する薄膜作製が実現された。SrTiO_3(001)を基板に用いた場合は、ヘテロ界面の格子不整合から面内圧縮歪みが存在し、それに起因する異方的な磁気抵抗効果が観測された。光吸収の温度依存性では、磁気秩序・伝導特性の変化に対応した、大きなスペクトル強度の移動を伴う電荷整列クラスターに関連した吸収バンドのスペクトル変化が観測され、金属-絶縁体転移、磁気転移近傍における電荷整列の重要性が示唆された。
我们建立了利用氧等离子体辅助分子束外延法制造氧化锰薄膜的技术,并开发了热处理对晶体结构的影响、薄膜特有的异质界面应变引起的各向异性传导特性以及成分-和温度相关的光学变化得到了澄清。针对二元氧化锰,我们成功制备了具有几何自旋挫败性的亚稳态λ-MnO_2单晶薄膜,并阐明了其磁性。在钙钛矿型氧化锰体系中,我们成功在SrTiO_3(001)和NdGaO_3(110)衬底上二维生长(Pr,Sr)MnO_3外延薄膜,RHEED原位观察表明生长模式为Pr0面和MnO_2面的生长方式是A位点交替堆积,在轻微的生长条件下很容易发生A位点缺失。在由于 A 位缺陷引起的空穴掺杂中,表明在低温下铁磁绝缘相占主导地位。当使用NdGaO_3(110)作为衬底时,与薄膜的晶格失配很小,因此可以制备界面极其陡峭的薄膜。当使用SrTiO_3(001)作为衬底时,由于异质界面处的晶格失配而存在面内压缩应变,并观察到由此引起的各向异性磁阻效应。关于光学吸收的温度依赖性,观察到与电荷排列簇相关的吸收带的光谱变化,光谱强度的较大变化对应于磁序和传导特性的变化,以及近金属-绝缘体跃迁和磁跃迁的重要性。这项研究中提出了电荷排列。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
L.W.Guo: "Structural and magnetic properties of Mn_3O_4 films grown on MgO(001) substrates by plasma-assisted MBE"J.Magn.Magn.Mater.. 213. 321-325 (2000)
L.W.Guo:“等离子体辅助 MBE 在 MgO(001) 衬底上生长 Mn_3O_4 薄膜的结构和磁性能”J.Magn.Magn.Mater.. 213. 321-325 (2000)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
L.W.Guo et al.: "Structural characteristic and magnetic properties of Mn oxide films grown by plasma-assisted MBE"J.Cryst.Growth. 227-228. 955-959 (2001)
L.W.Guo 等:“等离子体辅助 MBE 生长的 Mn 氧化物薄膜的结构特征和磁性能”J.Cryst.Growth。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
L.W.Guo et al.: "Structural characteristic and magnetic properties of λ-MnO_2 films grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy"J.Appl.Phys.. 90. 351-354 (2001)
L.W.Guo 等:“等离子体辅助分子束外延生长的 λ-MnO_2 薄膜的结构特征和磁性能” J.Appl.Phys.. 90. 351-354 (2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
L.W.Guo: "Observation of bulk Bragg-reflection using reflection high-energy electron diffraction on Mn_3O_4-like films grown on MgO(001) by moleclar beam epitaxy"Surface Science. 445. 151-158 (2000)
L.W.Guo:“通过分子束外延在 MgO(001) 上生长的 Mn_3O_4 类薄膜上使用反射高能电子衍射观察体布拉格反射”表面科学。
  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
G.Liu et al.: "Growth of PrSrMnO_3-like thin films on NGO(110) substrates by plasma assisted MBE"J.Cryst.Growth. 227-228. 960-965 (2001)
G.Liu 等人:“通过等离子体辅助 MBE 在 NGO(110) 基底上生长 PrSrMnO_3 类薄膜”J.Cryst.Growth。
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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    八百 隆文;Soon
  • 通讯作者:
    Soon

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