レーザーMBE法で作製したペロブスカイトMn酸化物単結晶薄膜の角度分解光電子分光

激光MBE法制备钙钛矿氧化锰单晶薄膜的角分辨光电子能谱

基本信息

批准号：
15740176
负责人：
組頭広志
金额：
$ 2.37万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

超巨大磁気抵抗効果に代表されるペロブスカイトMn酸化物(La_<1-x>Sr_xMnO_3(LSMO))が示す特異物性の発現機構を解明するために、Laser molecular-beam epitaxy(レーザーMBE)法を用いて、表面を原子レベルで制御したペロブスカイトMn酸化物単結晶薄膜を製作し、その場(in situ)でARPES測定を行った。これにより、Mn酸化物薄膜のバンド構造を実験的に決定することに世界に先駆けて成功した。また、ペロブスカイトMn酸化物単結晶薄膜の成長条件の最適化をおこなうことで、ドープ量を系統的に変化させたLSMO薄膜の相図を作成し、SrTiO_3基板上に作成したLSMO薄膜がbulkのLSMOとほぼ同じ特性を示すことを明らかにした。作成した相図をもとに、LSMOのバンド構造の組成依存性を系統的に測定し、強磁性金属であるx=0.4において、Γ点を中心としたエレクトロンポケットを明確に観測することに成功した。バンド計算との比較から、これはLSMOのハーフメタル的伝導に深く関わっていると考えられるMn 3de_g軌道に基づくmajority bandで形成されたエレクトロンポケットであると同定した。また、2.0eV近傍にフラットなMn 3dt_<2g>状態が存在し、2.3〜6eVには大きな分散を示すO 2p状態に基づくバンドが存在することを明らかにした。また、この電子面は、ホール濃度(x)が減少するに伴ってその強度が減少してゆき、強磁性相の消失と共に見えなくなるといったLSMOの金属-絶縁体転移に伴う電子構造の変化を観測することに成功した。この実験結果から、LSMOの金属-絶縁体転移がフェルミ準位近傍のスペクトル強度の移動によって引き起こされていると結論づけた。

阐明钙钛矿Mn氧化物特异性（LA_ <1-x> SR_XMNO_3（LSMO））表达的机制，这代表了Ultra-Extoresistance效应，它是一种使用原子级别的lasemic-Beam epitears and Brateational andbe andbe and Brateation（lase）的单晶钙钛矿MN氧化物MN氧化物。原位进行ARPES测量。这导致了世界上首次成功确定Mn氧化物薄膜的带状结构。此外，通过优化钙钛矿Mn氧化物单晶薄膜的生长条件，创建了具有系统性变化掺杂量的LSMO薄膜的相图，并揭示了在SRTIO_3底物上制备的LSMO薄膜与SRTIO_3底物在Bulk of Bulk of Bulk的LSMO中几乎相同的特性。基于我们创建的相图，我们系统地测量了LSMO的频带结构的组成依赖性，并成功地观察到了以铁磁金属x = 0.4为中心于γ点上的电子袋。与频带计算的比较已被确定为基于MN 3DE_G轨道的多数频段形成的电子袋，被认为与LSMO的半金属传导深深涉及。还揭示了在2.0 eV附近有一个平坦的Mn 3DT_ <2g>状态，并且有一个基于O 2P状态的频段，该频段在2.3-6 eV处表现出较大的分散体。此外，由于LSMO的金属 - 绝缘体跃迁，我们已经成功地观察到电子结构的变化，随着孔浓度（x）的降低，它降低，并且随着铁磁相消失而变得不可见。从这个实验结果得出的结论是，LSMO中的金属胰蛋白过渡是由于频谱强度在费米水平附近的运动引起的。

项目成果

期刊论文数量（35）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

In-situ photoemission spectroscopic study on La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3 thin films grown by combinatorial laser-MBE

组合激光-MBE生长La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3薄膜的原位光电子能谱研究

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena 136
影响因子：
0
作者：
K.Horiba et al.;H.Kumigashira et al.;H.Kumigashira et al.;M.Oshima et al.;S.Toyoda et al.;M.Kubota et al.;S.Toyoda et al.;H.Kumigashira et al.
通讯作者：
H.Kumigashira et al.

In-situ synchrotron radiation angle-resolved photoemission study on La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3 thin films grown by laser molecular beam epitaxy

激光分子束外延生长La_<0.6>Sr_<0.4>MnO_3薄膜的原位同步辐射角分辨光电子发射研究

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Journal of Magnetism and Magnetic Materials 272-276
影响因子：
0
作者：
K.Horiba et al.;H.Kumigashira et al.
通讯作者：
H.Kumigashira et al.

Preparation of thermally stable TiO_2-terminated SrTiO_3 (100) substrate surface

热稳定TiO_2封端SrTiO_3(100)基体表面的制备

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Applied Physics Letters 85
影响因子：
0
作者：
K.Horiba et al.;H.Kumigashira et al.;H.Kumigashira et al.;M.Oshima et al.;S.Toyoda et al.;M.Kubota et al.;S.Toyoda et al.;H.Kumigashira et al.;H.Kumigashira et al.;T.Ohnishi et al.
通讯作者：
T.Ohnishi et al.

K.Horiba et al.: "A high-resolution synchrotron-radiation angle-resolved photoemission system combined with a laser molecular beam epitaxy"Review of Scientific Instruments. 74. 3406 (2003)

K.Horiba 等人：“与激光分子束外延相结合的高分辨率同步加速器辐射角分辨光电发射系统”科学仪器评论。

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Spectral evidence for inherent "dead layer" formation at La_<1-ν>Sr_νFeO_3/La_<1-x>Sr_xMnO_3 heterointerface

La_<1-ν>Sr_νFeO_3/La_<1-x>Sr_xMnO_3 异质界面固有“死层”形成的光谱证据

DOI：
发表时间：
期刊：
Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena (In press)
影响因子：
0
作者：
K.Horiba et al.;H.Kumigashira et al.;H.Kumigashira et al.;M.Oshima et al.;S.Toyoda et al.;M.Kubota et al.;S.Toyoda et al.;H.Kumigashira et al.;H.Kumigashira et al.;T.Ohnishi et al.;D.Kobayashi et al.;K.Horiba et al.;J.Okabayashi et al.;H.Wadachi et al.;K.Horiba et al.;D.Kobayashi et al.;K.Horiba et al.;R.Hashimoto et al.
通讯作者：
R.Hashimoto et al.