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遷移金属酸化物における光相制御-光で創る機能と光で描く回路-(光による強相関電子系の秩序制御と高次物性応答)

研究報告コード R070000249
整理番号 R070000249
掲載日 2008年4月11日
研究者
  • 長田 実
研究者所属機関
報告名称 遷移金属酸化物における光相制御-光で創る機能と光で描く回路-(光による強相関電子系の秩序制御と高次物性応答)
報告概要 光のペンで望みの秩序構造や特性を物質に書き込んだり、望みの特性を材料の書き込むことで望みの回路や新たな機能特性を創り出せないか、このようなアイデアが本研究の原点である。この鍵となる技術として注目したのが、光による電子励起が引き金となって構造や諸物性が変化する『光誘起構造変化(光誘起相転移)』である。本研究では、光励起で実現する準安定構造を活用することで、「1組成=複数秩序構造=複数特性」+「時間変化」を実現し、高度な光機能を付与した新機能創製や材料の高機能化を導こうというのが狙いである。光で構造や諸物性が変化すると言えば、フォトクロミック分子が思い出されるが、光反応は有機材料が得意とするところである。それに対し、酸化物というと安定な形態で光を照射しても何も起こらないというイメージがあったが、最近酸化物の中でも光による電子励起が引き金となって構造や諸物性が変化する光誘起構造変化と呼べる現象が出てきた。こうした酸化物での研究は端緒についたばかりであるが、従来にない特殊な機能が要求される次世代フォトニクスにあって、酸化物の示す強誘電性、超伝導性、磁性等の特異物性とその光制御は魅力的な舞台と言える。本研究では、このような光による特性制御を考える場として、多彩な物性を演出する遷移金属酸化物、特に、銅系高温超伝導体およびその関連酸化物に焦点を当て、(1)光誘起構造変化を示す新規物質の探索と新しい光特性制御技術の実現、(2)光誘起構造変化により実現する光相制御技術を利用した微細素子作製技術と高次機能の創製、を目指した研究を進めた。
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研究分野
  • 酸化物系超伝導体の物性
  • 強誘電体,反強誘電体,強弾性
  • 固体デバイス製造技術一般
関連発表論文 (1) M. Osada, M. Kakihana, M. Kaell and L. Boerjesson, Appl. Phys. Lett. 81, 9987-9987 (2002).
(2) 長田実,垣花眞人,機能材料 23,38-48(2003);長田実,セラミックスデータブック32,97-99(2004).
(3) R. J. Cava, A. H. Hewat, E. A. Hewat, B. Batlogg, M. Marezio, K. M. Rabe, J. J. Krajewski, W. F. Peck Jr. and L. W. Rupp Jr., Physica C 165, 419 (1990).
(4) M. Osada, M. Kakihana, M. Kaell, L. Boerjesson and N.H. Andersen, "Photoinduced effects and oxygen dynamics in high-Tc superconductors", Physica C 364, 545-548 (2001)
(5) M. Osade, M. Kaell, J. Baeckstroem, M. Kakihana, N. H. Andersen and L. Boerjesson, Phys. Rev. B in press (2004); Key Engineering Materials 269, 91-94 (2004).
(6) N. H. Andersen, M. von Zimmermann, T. Frello, M. Kaell, D. Monster, P.-A. Lindgard, J. Madsen, T. Niemoeller, H. F. Poulsen, O. Schmidt, J. R. Schneider, Th. Wolf, P. Dosanjh, R. Liang, and W. N. Hardy, Physica C 317-318, 259 (1999).
(7) V. G. Ivanov, M. N. Iliev and C. Thomsen, Phys. Rev. B 52, 13652-13657 (1995).
(8) M. Osada, M. Tada, M. Kakihana, Y. Noguchi and M. Miyayama Jpn. J. Appl. Phys. 43, 6649-6652 (2004).
(9) V.V. Petrykin, M. Osada, M. Kakihana, Y. Tanaka, H. Yasuoka, Y. Ueki, M. Abe, Chem. Mater. 15, 4417-4423 (2003).
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 さきがけタイプ(旧若手個人研究推進事業を含む)/秩序と物性
研究報告資料
  • 長田 実. 遷移金属酸化物における光相制御-光で創る機能と光で描く回路-(光による強相関電子系の秩序制御と高次物性応答). さきがけライブ2004 ナノテクノロジー分野合同研究報告会 「秩序と物性」領域 講演要旨集(研究期間:2001-2004), 2005. p.30 - 39.

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