酸化物伝導体のナノスケールの現象解明に向けて
- タイトル：酸化物界面での強い歪みと不整合結晶場により誘起された新奇電子構造
- 論 文：Physical Review Letters 102, 026806 (2009)
- 著 者：H.W.Ou, J.F.Zhao, Y. Zhang, B.P.Xie, D.W.Shen, Y.Zhu, Z.Q.Yang, J.G.Che, X.G.Luo, X.H.Chen, M.Arita, K.Shimada, H.Namatame, M.Taniguchi, C.M.Cheng, K.D.Tsuei, and D.L.Feng
- 機 関：復旦大学（中国）、広島大学放射光科学研究センター、 合肥中国科学技術大学（中国）、NSRRC（台湾）
酸化物界面は超伝導、高い電気伝導性、巨大熱電能などの興味深い物性を示すことで知られており、応用面で多くの研究者の興味を引きつけている。酸化物界面におけるナノスケールでの現象の理解は、これらの物性を利用する最初の一歩である。
H.W.Ou 等研究グループは、酸化物界面での電子の振る舞いを理解するために、角度分解光電子分光という物質内の電子の状態を直接観測する手法を用いて、2次元的な酸化物の層を複数もつ物質について研究を行った。彼らの調べた酸化物試料には原子レベルで1層ごと異なった酸化物原子面が重なる構造をもち、各々の原子配列の規則性は異なっている。そのため、層間には大きな歪みが内包されている。この歪みが層内を運動する電子に影響を与え特異な電気的な特性を生み出しているのではないかと考えられてきた。
広島大学放射光科学研究センターの紫外線域の超高分解能光電子分光により各層の電子構造を分離して観測することに成功し、層間の歪みの影響で層をまたいで電子が移動し、その結果、電子−格子の相互作用が強化されていることを初めて示すことができた。
この研究は、今後の酸化物界面を利用した熱電変換物質などの省エネルギー材料開発での重要な成果として注目されている。
