スピネル型酸化物および有機無機交互積層人工格子薄膜の作製およびその光誘起磁化

尖晶石型氧化物和有机-无机交替叠层人工晶格薄膜的制备及其光致磁化

基本信息

批准号：
02J04864
负责人：
山本洋平
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

PLD (Pulsed-Laser-Deposition)法を用いて、非平衡系で酸化物と炭化物の交互積層を行うことにより、酸化物(MgO)-炭化物(TiC)交互積層人工格子の作製に成功した。X線回折測定から、明確な超格子ピークおよびサテライトピークが観測され、予想周期構造が実現しているものと考えられる。また、SIMS(2次イオン質量分析)測定においても、MgO層とTiC層が交互に積層していることが確認できた。さらに断面TEM観察により、より直接的に、積層構造を確認するとともに、TEDパターンから、TiC層とMgO層が互いにエピタキシャル成長していることも確認できた。現時点では各原子層数が(5:5)程度の人工格子作製に成功している。酸化物-炭化物の原子レベルでのエピタキシャル交互積層構造は初めてのものであり、今後様々な物質の組合せでの交互積層人工超格子作製の可能性を示唆するものである。また、2重交換相互作用により室温近辺で絶縁体-金属転移を伴って強磁性転移を示す、(La,Ba)MnO_3を、PLD法により薄膜化し、光照射による磁化変化に関する研究を行なった。基板として用いたSrTiO_3は、バンドギャップが3.2eVであることから、光源としてXeランプの紫外部分、もしくはGaNによる半導体レーザーを用いた。光照射による磁化および強磁性転移温度を、SQUID磁化測定および磁気光学Kerr効果により測定した。STO基板内において生じたホールが光起電力によりLBMO中へ注入され、LBMO内のキャリア数が増加することにより、強磁性転移温度が変化することが予測できる。

通过使用PLD（脉冲激光沉积）方法对氧化物和碳化物进行交替堆叠，我们成功地制造了一个交替的层压层状人工晶格。从X射线衍射测量值中，观察到清晰的超晶格峰和卫星峰，并认为实现了预测的周期性结构。此外，在SIMS（二级离子质谱法）测量中，已确认MGO层和TIC层交替堆叠。此外，通过横截面的观察，更直接地确认了层压结构，并且从TED模式中可以证实，TIC层和MGO层是彼此外延的。目前，人工晶格已经成功地使用了约5：5个原子层制造。这是第一次使用氧化物 - 碳化物原子水平的外延交替层压结构，这表明将来可以使用各种材料制造交替的层压层压人工超级晶格。此外，（LA，BA）MNO_3表现出通过PLD方法稀薄的室温，在室温附近具有绝缘体 - 金属过渡的铁磁过渡，并进行了对光照射引起的磁化变化的研究。由于用作底物的SRTIO_3的带隙为3.2 eV，因此使用XE灯的紫外线部分或由GAN制成的半导体激光器。通过鱿鱼磁化测量和磁光kerr效应测量了由于光照射而引起的磁化和铁磁过渡温度。可以预测，在STO底物中产生的孔会通过光伏功率注入LBMO，LBMO中的载体数量增加，从而导致铁磁过渡温度的变化。