【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.29】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23UT0374

利用課題名 / Title

機能性薄膜の構造解析

利用した実施機関 / Support Institute

東京大学 / Tokyo Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions

キーワード / Keywords

エレクトロデバイス/ Electronic device,電子顕微鏡/ Electronic microscope,原子薄膜/ Atomic thin film

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

岩田 健史

所属名 / Affiliation

東京大学　大学院工学系研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

遠山慧子

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

UT-001：低加速電圧対応原子分解能走査型透過電子顕微鏡

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

酸化物薄膜は，得意な物性発現やデバイス応用の可能性から近年注目を集めている．例えばSrTiO3（Strontium titanate: STO）上にLaAlO3（Lanthanum aluminate: LAO）をある方位に成長させた界面では，界面の二次元平面内でのみ金属のような電子伝導性を持つ．これは，界面に二次元電子ガス（two-dimensional electron gas: 2DEG）が生成されるからであると言われている．2DEG生成のメカニズムとしてLAOとSTOの分極不連続や，界面での酸素空孔生成などが提唱されているが，未だ結論が得られていないのが現状である．そこで本研究ではSTOに種々の酸化物を積層させた界面を対象とし，構造解析および組成分析による界面の評価を行った．

実験 / Experimental

走査透過電子顕微鏡(scanning transmission electron microscopy: STEM)を用いて，高角度散乱暗視野法（high-angle annular dark field）および環状明視野法（annular bright-field）による原子構造解析を行った．さらにエネルギー分散X線分光法（Energy dispersive X-ray spactroscopy: EDS）による元素分析と電子エネルギー損失分光法（electron energy loss spectroscopy: EELS）による価数分析も行った．

結果と考察 / Results and Discussion

原子分解能STEM観察により，STO/LAO界面においては組成mixingがないエピタキシャル界面が形成されていることがわかった．一方，STO と他の酸化物界面においては，界面の乱れが観察された．今後は，EELSなどによる分析を通してこれらの界面における伝導性起源解明を目指していく予定である．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

SrTiO₃の原子分解能STEM-HAADF像．

SrTiO₃の原子分解能STEM-ABF像．

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件