【研究分野】ナノ構造物理

【研究領域課題番号】15H06092 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

強相関電子系 / 半金属-絶縁体転移 / 磁性薄膜 / 強相関系 / 磁性 / ナノ材料 / 磁性ナノ構造

【研究成果の概要】

本研究では、セルフデカップリング型の構造のよく規定された磁性原子集合体を作製し、その磁気状態を解明することを目指した。構造制御のため、走査トンネル顕微鏡法もしくはパルスレーザー堆積法を用いた。後者の方法を用いて、結晶の対称性と伝導・磁気状態が深く関わっていると予想されている物質、ペロブスカイト型AIr1-xSnxO3(A=SrまたはCa)のエピタキシャル薄膜化に成功した。バルク物質において報告されているものと同様の置換率・温度依存の常磁性半金属-弱強磁性絶縁体転移を観測し、また磁化・磁気抵抗に異方性があることを明らかにした。構造と異方性の相関から構造制御による電磁応答特性制御の可能性を示した。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2015-08-28 - 2017-03-31

【配分額】2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)

【研究分野】物性Ⅰ

【研究領域課題番号】25247054 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

X線・粒子線 / 放射光 / 共鳴X線回折 / 強相関電子系 / Ｘ線 / 物性実験 / ナノ材料 / 磁性 / 複合材料・物性 / 強相関系 / 新機能材料

【研究成果の概要】

SPring-8理研ビームライン17SUに設置した軟X線回折計を用い，強相関電子系物質の秩序状態の観察を行っている．特に，円偏光X線を利用することによって，結晶カイラリティ，スピンカイラリティの判別さらにはドメイン分布の観察を行っている．ドメイン分布の観察には，極度に集光したX線ビームが必要である．この科研費プロジェクトでは，ミラー集光による直径1５マイクロメートルの集光サイズを，ゾーンプレートシステムに置き換えることによって，その約1/100の数100ナノメートルの集光サイズを実現した．これによって強相関電子系のドメイン観察および外場によるドメイン制御などの研究を推進することができる．

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31

【配分額】37,700千円 (直接経費: 29,000千円、間接経費: 8,700千円)

【研究分野】ナノ材料・ナノバイオサイエンス

【研究領域課題番号】17101004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

放射光X線粒子線 / 電子顕微鏡 / 強相関電子系 / ナノ材料 / 環境材料 / 放射線X線粒子線

【研究成果の概要】

ナノデバイス、環境触媒などナノサイズ構造における電子状態を解明するため、2種類の放射光光電子顕微鏡を用いたナノ分光法の開発を行い、これをLSIナノ構造、磁性ナノ構造、抵抗変化素子、非白金系触媒に適用してその有効性を実証した。主な成果は以下の通りである。
1)投影型放射光光電子顕微鏡(PEEM):分光型PEEMの空間分解能を向上させるため、床面振動防止対策を行うとともに試料ドリフト補正を行うための画像処理法を新しく開発した。これにより空間分解能22nmを達成した。
2)走査型光電子顕微鏡(3次元ナノESCA):新しく開発したピンポイント角度分解光電子分光装置の性能評価(空間分解能92nm達成)
3)PEEMによる磁気イメージング:パーマロイナノパターン、LSMO薄膜ナノパターンの磁区構造解析実現
4)PEEMによるLSIナノ材料解析:high-k絶縁膜の真空加熱中化学状態変化のイメージング実現
5)3次元ナノESCAによるLSIナノ材料中ピンポイント深さ分布解析:
6)PEEMによる抵抗変化型不揮発メモリー(ReRAM)の界面電子状態解析と抵抗変化メカニズムの解明:Pt/CuO/Pt構造におけるCu酸化・還元減少の可視化実現
7)マイクロX線吸収分光による燃料電池断面構造観察:斜めカット正極/電解質膜/負極構造の元素マッピング取得と発電劣化メカニズムの解明
8)硬X線PEEMによる深く埋もれた界面のイメージング:200nm埋もれたAuナノ構造の光電子イメージングを実現。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2005 - 2009

【配分額】109,850千円 (直接経費: 84,500千円、間接経費: 25,350千円)