世界初、機能性酸化物の新しい電子状態を発見~未来の高機能エレクトロニクス材料開発の糸口~

2025-07-30 東京大学

東京大学とNTTの共同研究により、機能性酸化物SrRuO₃で、これまで同一と考えられていたRu原子とO原子の電子状態が異なることを世界で初めて発見。Ru 4d電子は金属的で電気伝導に寄与する一方、O 2p電子は絶縁体的で寄与が小さい。これはO原子の電子相関がRuより強いためで、従来理論では無視されてきた酸素電子の影響が物性に重要であると示唆。次世代エレクトロニクス材料設計に新たな指針を与える成果。

世界初、機能性酸化物の新しい電子状態を発見~未来の高機能エレクトロニクス材料開発の糸口~
機能性酸化物SrRuO3における各電子軌道の伝導電子

<関連情報>

遷移金属酸化物SrRuO3における相関した配位子電子 Correlated Ligand Electrons in the Transition-Metal Oxide SrRuO3

Yuichi Seki, Yuki K. Wakabayashi, Takahito Takeda, Kohdai Inagaki, Shin-ichi Fujimori, Yukiharu Takeda, Atsushi Fujimori, Yoshitaka Taniyasu, Hideki Yamamoto et al.
Physical Review Letters  Published: 25 July, 2025
DOI: https://doi.org/10.1103/n9qh-6739

Abstract

In transition-metal compounds, the transition-metal electrons play an important role in their physical properties; however, the effects of the electron correlation between the ligand electrons have not been clear yet. In this Letter, the Ru 4⁢ and O 2⁢ partial density of states (PDOS) in transition-metal oxide SrRuO3 involving Weyl fermions are investigated by resonant photoemission spectroscopy. The observations demonstrate that the O 2⁢ PDOS is distorted from that predicted by first-principles calculations than the Ru 4⁢ PDOS. The results indicate that the electron correlation in the ligand orbitals will be important to understand the electronic structure of the − hybridized state in strongly correlated electron systems, even with topological states.

0403電子応用
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