構造転移の有無を制御する新規なエピタキシー効果による金属窒化物薄膜の物性制御

使用控制结构转变存在或不存在的新型外延效应来控制金属氮化物薄膜的物理性质

• 批准号: 19655076
• 负责人: 犬丸 啓
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 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-19655076/
• 关键词: MBE,エピタキシャル; 強相関電子系; セラミックス; 結晶成長; 超伝導材料・素子; 超伝導; 薄膜; 応力; MBE; エピタキシャル; 相転移; 窒化物

本年度は,ReNx系も含め窒化物系の総括をおこなうとともに,エピタキシーによる物性制御をねらう本研究の基点となったCrNに立ち返って検討を行った.以前のPLDによる薄膜成長とは別に電子ビーム加熱と窒素ラジカル照射を組み合わせたMBEによるCrN薄膜の合成を行った.MgO(001)およびα一Al_2O_3(001)にそれぞれCrN(001), CrN(111)配向膜が成長した.X線回折逆格子マッピングおよび煽り角を用いた非対称反射の測定から求めた格子定数から,CrN(001)薄膜ではミスフィット転移により格子が完全に緩和していること,CrN(111)薄膜でもαが90度に極めて近くほとんど歪みのない膜であることがわかった.これらの薄膜の電気伝導度測定では,これらMBEによる薄膜では反強磁性転移にともなう異常点がみられた.一方,PLDによるCrN(111)薄膜はα=89.3度と応力によるとおもわれる歪みが生じており,転移も消失している.基板の束縛の効果とともに,反強磁性によりバルクで生じる構造歪みとは異なる方向への応力が転移の消失に関与している可能性がある.CrN(111)膜のX線逆格子マップには鋭いCrystal Truncation Rodが観測されており,この薄膜はlateral correlation lengthが十分に広い部分を含んでいることを示唆する.この結果の差異は本質的な問題を含んでおり,詳細な検討をすべき重要な問題である.基板と薄膜の相互作用による磁性・構造転移の制御という意味で階層化した構造による重要な機能発現と考えられるので,進行中の課題(20350095)でさらに解析を進める計画である.以上,本研究により,基板のエピタキシー効果による顕著な物性変化を示す系の物性科学において基礎的かつ重要な端緒をつかむことができ,今後の研究展開につなげることができた.

今年，我们总结了包括ReNx系统在内的氮化物系统，并回到了CrN，这是本次旨在通过外延控制物理性能的研究的基础。除了长度之外，我们还通过MBE结合电子束加热和氮自由基辐照合成了CrN薄膜。分别为CrN(001)、MgO(001)和α-Al_2O_3(001)。根据X射线衍射倒易晶格映射和使用倾斜角的不对称反射测量确定的晶格常数，生长了CrN(111)取向薄膜，发现在CrN(001)薄膜中，晶格是完全的。研究发现，即使 CrN(111) 薄膜的 α 值也非常接近 90 度，并且几乎没有应变。对这些薄膜的电导率的测量表明，通过 MBE 获得的薄膜。另一方面，通过PLD制备的CrN(111)薄膜观察到了与反铁磁转变相关的异常点，这被认为是由于应力造成的，并且转变也消失了。除了这种效应之外，与反铁磁性在体中引起的结构应变不同方向的应力也可能与位错的消失有关。观察到了截断棒，该薄膜是横向相关的这表明，该结果的差异包含了一个本质问题，并且是应该详细研究的重要问题，这被认为是控制意义上的层次结构所表达的重要功能。结构转型。因此，我们计划在正在进行的项目（20350095）中进行进一步的分析。通过这项研究，我们在凝聚态科学领域取得了基础和重要的开端，这些系统由于衬底的外延效应而表现出物理性质的显着变化我们能够将其与未来的研究发展联系起来。

项目成果

Control of the structural transition at the Neel point of CrN epitaxial thin films using epitaxial growth

利用外延生长控制 CrN 外延薄膜 Neel 点的结构转变

• 发表时间: 2009
• 作者: 犬丸啓;小山邦彦;和泉怜志;山中昭司
• 通讯作者: 山中昭司

Interstitial binary nitride ReNx phases prepared by pulsed laser deposition : Structure and superconductivity dependence on nitrogen stoichiometry

脉冲激光沉积制备的间隙二元氮化物ReNx相：结构和超导性对氮化学计量的依赖性

• 发表时间: 2009
• 期刊: J.Alloys Compd 486
• 作者: M.Fuchigami;K.Inumaru;S.Yamanaka
• 通讯作者: S.Yamanaka

BaBiO_3系酸化物薄膜の合成とエピタキシーによる構造制御

BaBiO_3基氧化物薄膜的合成及外延结构控制

• 发表时间: 2008
• 作者: 犬丸啓;小山邦彦・宮田創・和泉怜志・山本剛史・山中昭司;宮田 創;犬丸 啓;宮田 創
• 通讯作者: 宮田 創

PLD法で合成した侵入型窒化物薄膜の構造と超伝導

PLD法合成间隙氮化物薄膜的结构与超导性能

• 发表时间: 2008
• 作者: 犬丸啓;小山邦彦・宮田創・和泉怜志・山本剛史・山中昭司;宮田 創;犬丸 啓;宮田 創;淵上 雅世
• 通讯作者: 淵上 雅世

PLD法を用いた窒化ホウ素薄膜の合成

PLD法合成氮化硼薄膜

• 发表时间: 2010
• 作者: 安西淳;淵上雅世;犬丸啓;山中昭司
• 通讯作者: 山中昭司