原子レベルで構造制御した強相関酸化物人工格子の物性と外場応答に関する研究

原子级结构控制的强关联氧化物人工晶格物理性质及外场响应研究

基本信息

批准号：
07J06435
负责人：
高橋圭
金额：
$ 0.7万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J06435/
关键词：
TiO_2 アナターゼ構造光伝導

项目摘要

パルスレーザー堆積法により原子レベルで膜厚を制御した高品質アナターゼ型TiO_2薄膜の局在化の性質とその光励起伝導について系統的に調べた。Nbをドープし金属化したアナターゼ型TiO_2薄膜をLAO基板上に作製し、膜厚を50nmから7nmまで変化させたところ、膜厚が薄くなるにつれて抵抗率が上昇し、温度依存性は低温に向けて大きくなっていく絶縁体的振る舞いを示した。この温度依存性は丁度ρoclnTに良く合うので電子の干渉による局在化のために抵抗が大きくなっているものと考えられる。TiO_2の価電子バンドから伝導バンド間のギャップエネルギーは約3.2eVである。このギャップエネルギー程度の光(紫外光)を薄膜に照射したときの抵抗変化を調べた。紫外光照射時と暗室下のホール効果測定の結果、紫外光照射によるキャリア密度の増加には膜厚依存が殆どなく、膜厚が薄い絶縁体的な薄膜は紫外光照射によって移動度が増加するために抵抗率の減少が厚膜に比べて大きくなることが分かった。これは電子干渉によって局在化していた状態から、光励起によってキャリアが増えたため非局在化して移動度が大きくなったと推測出来る。ペロブスカイト基板上に高品質なアナターゼ型TiO_2が成長することから、逆に、TiO_2薄膜上へペロブスカイト薄膜の製膜を試みた。SrTiO_3,LaA1O_3薄膜を堆積させたところ、三次元的成長ではあるものの表面は綺麗な単結晶薄膜をエピタキシャル成長させることに成功した。

系统地研究了由脉冲激光沉积在原子水平控制膜厚度及其光激发传导的高质量解剖型TIO_2薄膜定位的特性。在老挝底物上制造了掺杂NB的氧化酶型TIO_2薄膜，膜厚度从50 nm更改为7 nm。随着膜厚度变得更薄，电阻率增加，温度依赖性朝着低温升高，表明类似绝缘体的行为。这种温度依赖性恰好适合ρoclnt，因此认为由于电子干扰而导致的定位，电阻会增加。 Valence电子带和TIO_2的传导带之间的间隙能约为3.2 eV。当这种间隙能量的光（紫外线）被照射到薄膜上时，电阻的变化。由于在紫外线光照射和黑暗房间下进行了大厅的效应测量结果，发现由于紫外线照射而引起的载体密度的增加几乎不取决于膜的厚度，并且由于紫外线辐射而导致的绝缘膜增加了移动性，导致比厚膜更大的电阻率下降。可以估计，从该州通过电子干扰所定位的状态，由于光激发而增加了载体，并且迁移率增加。由于高质量的催化型TIO_2在钙钛矿底物上生长，因此我们尝试在TiO_2薄膜上形成钙钛矿薄膜。当Srtio_3和LaA1O_3薄膜沉积时，尽管它们是三维生长的，但它们能够在表面上表现出美丽的单晶薄膜。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

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专利数量（0）

アナターゼ型Nb,CoドープTiO_2薄膜の紫外光照射効果

紫外光照射对锐钛矿型Nb、Co掺杂TiO_2薄膜的影响

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
雨宮有里;高野陽太郎;丸山里美;丸山里美;丸山里美;丸山里美;丸山里美;丸山里美;Satomi Maruyama;丸山里美;佐野章二(丸山里美・構成);丸山里美;酒井隆史・篠原雅武・丸山里美訳;Satoshi Yamashita;Nozomi Tokoro;K. Okuma;S. Yamashita;S. Yamashita;S. Yamashita;T. Ishikawa;Satoshi Yamashita;Tetsushi Ishikawa;Satoshi Yamashita;山下智史;山下智史;山下智史;S. Yamashita;山下智史;山下智史;S. Yamashita;山下智史;Satoshi Yamashita;高橋圭
通讯作者：
高橋圭