国立大学法人東北大学
大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
酸化物のナノ構造（ヘテロ接合）は、次世代エレクトロニクスデバイスの有力候補として盛んに研究されています。しかし、従来のエレクトロニクスの基本理論である半導体接合理論では、説明のつかない現象が多々報告され、正確なデバイス設計の妨げとなっていました。
東北大学大学院理学研究科の早坂亮太朗大学院生（研究当時）、同 多元物質科学研究所の志賀大亮助教、組頭広志教授、および高エネルギー加速器研究機構（KEK）物質構造科学研究所の小澤健一教授らの研究グループは、高輝度放射光を用いた「共鳴光電子分光法」という手法により、界面の電荷移動を可視化することにより、バリア層内部を電子が伝播する微視的な化学結合ネットワーク（p–d–p混成ネットワーク）の存在を突き止め、酸化物界面における新たな物理機構を見出しました。
本成果により得られた知見に基づいて、界面化学結合ネットワークを取り入れた理論を構築する事で、最適な酸化物ナノ構造の機能が設計可能になり、次世代酸化物エレクトロニクスの実現が期待されます。
本研究成果は、米国物理学協会（AIP）の発行する学術誌APL Materialsに、2026年7月1日付でオンライン公開されました。
（左図）従来の半導体理論では、電子がバリア層（ポテンシャル障壁：図中央）をトンネルする効果のみが考慮されていたが、界面における化学結合によりd–p–d混成ネットワークが形成されることで、電子が長距離まで伝播できるようになる。（右図）実際に高輝度放射光により可視化した電荷移動現象。
本研究における実験は、高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所放射光共同利用実験課題（課題番号：2024S2-003）にて実施されました。
詳細は 東北大学 のホームページ をご覧ください。
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