異質(zhì)結(jié)構(gòu)的時(shí)間分辨光電子能譜的結(jié)果(出處：東京大學(xué))

發(fā)布稱，發(fā)現(xiàn)了能按需合成最適合實(shí)現(xiàn)所期望光功能的金屬氧化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的可能性。這是東京大學(xué)(特性研究所松田巖副教授)、日本高能加速器研究機(jī)構(gòu)(組頭廣志教授)和東京工業(yè)大學(xué)(小澤健一助教)三人的研究成果。

金屬氧化物作為新一代電子元器件材料備受矚目，已知其代表性材料鈦酸鍶(SrTiO3)表面呈獨(dú)特的電子特性。但迄今幾乎沒有關(guān)于表面光學(xué)響應(yīng)的報(bào)告。此次明確了可以任意控制光學(xué)響應(yīng)。

由利用激光的原子水平的精密晶體生長(zhǎng)技術(shù)，在SrTiO3的晶體基板上，生長(zhǎng)出幾個(gè)原子厚的超薄膜釕酸鍶(SrRuO3)層，形成了異質(zhì)結(jié)構(gòu)。

并得知，由該SrRuO3的膜厚，可任意控制光學(xué)響應(yīng)。

利用兵庫(kù)縣的大型同步輻射設(shè)施“SPring-8”的高亮度軟X射線束，測(cè)量光電子能譜(對(duì)金屬和半導(dǎo)體照射光，根據(jù)釋放的電子能量得知固體表面電子結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法)發(fā)現(xiàn)，因SrRuO3的膜厚不同，SrRuO3膜的電子狀態(tài)會(huì)由半導(dǎo)體變?yōu)榻饘?，隨之，SrTiO3基板的載流子電子密度會(huì)由高變低。

具體來(lái)說(shuō)就是，SrRuO3的膜厚變化時(shí)，異質(zhì)界面的電子結(jié)構(gòu)會(huì)劇烈變化，其相應(yīng)的光學(xué)響應(yīng)會(huì)提高200倍等，且光電動(dòng)勢(shì)的大小和緩和壽命會(huì)敏感地變動(dòng)。

根據(jù)獲得的結(jié)果進(jìn)行數(shù)值模擬，掌握了光學(xué)反應(yīng)變化所需的光載波的量和動(dòng)力。由此，能夠定量說(shuō)明氧化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電動(dòng)勢(shì)的發(fā)生和控制原理。

SrTiO3是能透過(guò)可見光但吸收紫外線的半導(dǎo)體材料，SrRuO3層的厚度也只有原子水平，可見光的透過(guò)性高。由這些特點(diǎn)，有望成為制作透明且防紫外線的太陽(yáng)能電池材料。

此次的研究成果預(yù)定于當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月5日刊登在德國(guó)學(xué)術(shù)雜志“Advanced Materials Interfaces”上。