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【プレスリリース】界面構造を変えるだけで金属酸化物の機能特性を制御 －酸素配位環境を利用した新機能探求へのアプローチ－ - 日本の研究.com
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ポイント
•ヘテロ構造界面における酸素配位環境を変えることで、遷移金属酸化物薄膜の磁気特性を制御
•原子層単位での精密なヘテロ構造薄膜の作製とその評価により、特性を決定する酸素配位環境を解明
•酸化物へテロ構造を利用した新材料開発を実証
•界面エンジニアリングによる新機能発現に向けた指針を提示
京都大学 化学研究所の菅 大介 准教授、麻生 亮太郎 博士課程学生(現大阪大学助教)、佐藤 理子 修士課程学生、治田 充貴 助教、倉田 博基 教授、
島川 祐一 教授の研究グループは、ぺロブスカイト構造遷移金属酸化物注 1から構成されるヘテロ構造注 2中の酸素配位環境（遷移金属―酸素間の結合角度）を変調させることで、
薄膜特性を制御することに成功しました。
遷移金属酸化物は、多彩な特性を示し、機能性材料として広く研究されています。近年、原子レベルでの酸化物作製技術が進歩し、
急峻に変化する界面構造を有する薄膜や異種材料を接合したヘテロ構造の作製が可能となり、酸化物薄膜の界面やヘテロ構造が新しい物性や機能特性の発現と場として注目されています。
このような遷移金属酸化物薄膜やヘテロ構造での新しい機能特性の探索や特性の制御が、基礎科学とデバイス応用展開の両面から重要な課題となっています。
今回、研究グループでは、ペロブスカイト構造酸化物 SrRuO3と GdScO3との間にわずか数原子層厚さのCa0.5Sr0.5TiO3層を挿入し、ヘテロ構造薄膜の詳細な構造と特性を調べました。
その結果、SrRuO3 薄膜層中の酸素配位環境が、ヘテロ界面における遷移金属と酸素の結合角度で決定されていることを見出しました。
また、Ca0.5Sr0.5TiO3 層の厚さを原子層単位で変化させることで、SrRuO3 層全体の酸素配位環境が自在に制御でき、さらにはその磁気特性も制御できることを実証しました
本研究の成果は、界面構造を介して酸素配位環境を変調させる界面エンジニアリングが、遷移金属酸化物薄膜の機能特性の制御に有用であることを示すものです。
このような手法は他の遷移金属酸化物にも適用可能であり、
新しい化学組成を持つ物質を合成するような従来の物質探求とは全く異なる材料開発の新しいアプローチによる新しい機能の発現も期待されます。
将来のエレクトロニクスやスピントロニクス注 3)の分野における新材料の開発にもつながると考えています。
本研究成果は、平成２８年３月７日（英国時間）に、英国科学誌「Nature Materials」で公開されます。
（以下略）