無限層銅酸化物ヘテロ界面における光誘起キャリア注入と電子物性制御

无限层氧化铜异质界面的光致载流子注入和电子特性控制

基本信息

批准号：
09J07269
负责人：
玉置亮
金额：
$ 1.34万
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：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J07269/
关键词：
無限層銅酸化物ヘテロ界面超高速分光光誘起相転移

项目摘要

研究の計画段階においては、銅酸化物ヘテロ界面について広範な時分割スペクトル測定を行い、物理的な解釈も含めて超短パルス光を用いた電子物性制御について検討を行う予定だったが、東日本大震災後の節電の影響もあり、製膜条件の更なる最適化を行うことができず、予定していた試料の作製が困難となった。そのため、これまで実績のあったマンガン酸化物薄膜を作製し、基板界面及び歪みの効果について主に非線形光学を用いて対称性の議論を行った。まず、前年度までに作製した銅酸化物ヘテロ構造について時間分解非線形分光を用いて、より詳細に界面における分極のダイナミクスの測定及びその解釈を行った。その結果ヘテロ界面を介して、サブピコ秒の寿命を持つCuサイトあたり0.01個程度の光誘起キャリア注入を確認した。光誘起超伝導などの電子物性制御の実現には、より相境界に近い試料作製が必要であることが示唆された。また、電荷軌道秩序を示すNd_<0.5>Sr_<0.5>MnO_3薄膜において、前年度観測された「隠れた」定常光誘起相についてラマン散乱測定を行った。光スペクトルの解釈と合わせて、電荷不均化及び軌道整列が弱まった状態になっていることを明らかにした。さらに、当初予定になかった典型的な強磁性金属であるLa_<0.7>Sr_<0.3>MnO_3薄膜を(210)基板上に作製することで、室温において強磁性かつ金属でありながら分極を持つ相が確認された。非線形光学を用いた詳細な偏光解析測定の結果、表面及び薄膜内部の分極の方向を同定した。これは、分極を持つ強磁性金属の最初の例であり、本研究で得られた知見をもとにこの時間・空間反転対称性の破れた状態が輸送現象に与える影響が今後の詳細な測定により明らかになれば、固体物理学において大きなインパクトを与える研究となることが期待される。

在研究的计划阶段，进行了氧化铜杂音界面的广泛时间分段测量，并使用超短脉冲的光（包括物理解释）考虑了电子特性，但是由于大东日本地震后节省电力的影响，无法进一步优化膜形成条件，因此难以准备计划样品。因此，迄今为止已被证明的锰氧化物薄膜已被制造出来，并且主要使用非线性光学元件讨论了底物界面和失真的效果来讨论对称性。首先，使用时间分辨的非线性光谱法对界面的极化动力学进行了更详细的测量和解释，该光谱法用于上一年生产的铜料异质结构。结果，通过异方面确认了带有子秒生命的大约0.01 Cu位点的光诱导的载体注射。已经提出，为了实现对电子特性（如光诱导的超导性）的控制，有必要准备更接近相边界的样品。还对去年在ND_ <0.5> SR_ <0.5.5.5.5.5> MNO_3薄膜中观察到的“隐藏”稳态光诱导的相位也进行了拉曼散射测量值。加上光谱的解释，据揭示了电荷不成比例和轨道比对弱。此外，通过制造典型的铁磁金属LA_ <0.7> sr_ <0.3> mno_3薄膜，该薄膜最初在（210）基板上是在（210）基板上，该相是铁磁和金属化的相位，但在室温下确认了偏振。使用非线性光学器件的详细椭圆测量结果揭示了表面和薄膜内部极化的方向。这是具有极化的铁磁金属的第一个例子，并且如果将来可以通过详细的测量值揭示这种破裂的时间空间反转对称对传输现象的影响，则预计将是一项研究，将对固态物理学产生重大影响。