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ladder上田 宏*; 小野田 繁樹*; 山口 泰弘*; 木村 剛*; 吉澤 大智*; 森岡 俊晶*; 萩原 政幸*; 萩原 雅人*; 左右田 稔*; 益田 隆嗣*; et al.
Physical Review B, 101(14), p.140408_1 - 140408_6, 2020/04
被引用回数：4 パーセンタイル：26.53(Materials Science, Multidisciplinary)We report experimental and theoretical evidence that Rb
CuMo
O
has a nonmagnetic tetramer ground state of a two-leg ladder comprising antiferromagnetically coupled frustrated spin- chains and exhibits a Haldane spin gap of emergent spin-1 pairs. Three spin excitations split from the spin-1 triplet by a Dzyaloshinskii-Moriya interaction are identified in inelastic neutron-scattering and electron spin resonance spectra. A tiny magnetic field generates ferroelectricity without closing the spin gap, indicating a unique class of ferroelectricity induced by a vector spin chirality order.
大島 武; 出来 真斗; 牧野 高紘; 岩本 直也; 小野田 忍; 平尾 敏雄*; 児島 一聡*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*
AIP Conference Proceedings 1525, p.654 - 658, 2013/04
被引用回数：0 パーセンタイル：0.05(Physics, Applied)炭化ケイ素(SiC)半導体デバイスのシングルイベント現象(SEGR)を把握するため、SiCエピタキシャル膜に金属-酸化膜-半導体キャパシタ(MOS)を作製し、イオン入射によりMOSキャパシタの酸化膜から検出される漏れ電流を調べた。n型六方晶(4H)SiCエピタキシャル基板上に1100
C、60分間の水素燃焼酸化を行うことで60
80nmのゲート酸化膜を形成し、Al金属蒸着によりMOSキャパシタを作製した。作製したMOSキャパシタのゲート電極に電圧を印加した状態で、18MeVの酸素(O)又はニッケル(Ni)イオンを照射し、照射中にゲート酸化膜から検出される漏れ電流を測定した。その結果、18MeV-Oイオン照射の場合、未照射試料でのゲート酸化膜絶縁破壊電界8.2MV/cmまで漏れ電流の急激な変化はないが、18MeV-Niイオンでは7.3MeV/cmの電界強度で漏れ電流の急激な上昇が観測されSEGRが発生することが明らかとなった。18MeV-Oの線エネルギー付与(LET)が7MeVcm
/mgであるのに対し、Niは24MeVcm/mgであることから、Niの場合、Oに比べ高密度のエネルギーが付与されSEGRに至ったと結論できる。
TiO
Chang, L.-J.*; 小野田 繁樹*; Su, Y.*; Kao, Y.-J.*; Tsuei, K.-D.*; 安井 幸夫*; 加倉井 和久; Lees, M. R.*
Nature Communications (Internet), 3, p.992_1 - 992_7, 2012/08
被引用回数：166 パーセンタイル：97.31(Multidisciplinary Sciences)Experiments on dipolar spin ice have established a magnetic Coulomb phase where monopoles obey the magnetic Coulomb law. With quantum-mechanical interactions, these magnetic charges are carried by fractionalized bosonic quasi-particles, spinons, which can undergo Bose-Einstein condensation through a first-order transition via the Higgs mechanism. In this paper, we report evidence of a Higgs transition from a magnetic Coulomb liquid to a ferromagnet in single-crystal YbTiO. Polarised neutron scattering experiments show that the magnetic diffuse [111]-rod scattering and pinch-point features, typical features of magnetic Coulomb liquid phase, are suddenly suppressed below Tc 0.21 K, where magnetic Bragg peaks and a full depolarisation of the neutron spins are observed with thermal hysteresis, indicating a first-order ferromagnetic transition. These experimental observations are explained from a quantum spin-ice model, whose high-temperature phase belongs to the magnetic Coulomb phase, while the ground state shows a nearly collinear ferromagnetism.
伊藤 拓人*; 出来 真斗; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
Proceedings of 12th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2011) (Internet), 5 Pages, 2011/06
The polarization dependence of local electric conductivity in Silicon carbide (SiC) modified by femtosecond laser (fs-laser) was studied. The surface of SiC was irradiated by fs-laser with the different polarization configurations. In the case that the scanning direction is parallel to the electric field, the local electric conductivity drastically increases with increasing fs-laser fluence. On the other hand, in the case that the scanning direction is perpendicular to electric field, the local electric conductivity slightly increase with increasing fluence. According to Raman spectroscopy and secondary electron microscope observation, we found that the amorphous-Si, -C, -SiC are created for parallel irradiation, but the amorphous-SiC is created for perpendicular irradiation. Therefore, we suggests that the polarization dependence of local electric conductivity is due to the chemical composition of laser modified region.
出来 真斗; 伊藤 拓人*; 山本 稔*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
Applied Physics Letters, 98(13), p.133104_1 - 133104_3, 2011/03
被引用回数：13 パーセンタイル：49.19(Physics, Applied)Enhancement of local electric conductivity in Silicon Carbide (SiC) induced by irradiation of femtosecond laser was studied. Current-voltage characteristics of the laser-modified regions were measured. As a result, it was found that the conductivity increases with increase in the fluence, and the conductivity sharply increases in the fluence range from 5.0 to 6.7 J/cm
. The conductivity of modified region at the irradiation fluence of 53 J/cm is six orders of magnitude higher than the non irradiated one. From the current-voltage characteristics and the scanning electron microscope observations, we conclude that the drastic change in electrical conductivity is assumed to be associated with the phase transition induced by femtosecond laser.
出来 真斗; 伊藤 拓人*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
Proceedings of 9th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA-9), p.218 - 221, 2010/10
Femtosecond laser exhibits extremely high peak intensity and short pulse duration, and can process inside transparent materials without damaging the surface of sample. In this study, the local electrical conductivity in Silicon Carbide (SiC) is evaluated. As a result of femtosecond laser irradiation with various irradiation fluences, the drastic change of electrical conductivity is observed in resistivity ranges from 10
to 10
. It is found that the local conductivity strongly depends on the fluence. We suggest that the local conductivity is attributed to the phase transition. From the surface observations by Secondary Electron Microscopy (SEM), we conclude that the formation of the classical laser-induced periodic structures causes the sudden increase in the electrical conductivities.
富田 卓朗*; 岩見 勝弘*; 山本 稔*; 出来 真斗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 中川 圭*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 齋藤 伸吾*; et al.
Materials Science Forum, 645-648, p.239 - 242, 2010/04
フェムト秒レーザーを用いて炭化ケイ素(SiC)の改質を試みた。フーリエ変換赤外分光法(FTIR)法を用いて改質領域を調べた結果、残留線バンドの強度が減少し、この現象が結晶性の劣化によるものと説明できた。また、残留線バンドが偏波依存性を有することがわかり、この特性を活かすことで赤外領域で動作する光学素子への応用が期待できる。電流電圧特性測定とホール係数測定の結果、改質後の電気伝導度が改質前に比べて4桁以上も大きい5.9
10
mになることがわかり、フェムト秒レーザーによりSiCの電気特性を改質できることを明らかにした。
出来 真斗*; 伊藤 拓人*; 山本 稔*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
フェムト秒レーザーを炭化ケイ素(SiC)基板に照射することでSiCの電気伝導特性制御を試みた。実験は、フェムト秒レーザーを半絶縁性六方晶(6H)-SiC基板のSi面に照射し、未照射領域及び照射領域における電流電圧特性を比較した。その結果、未照射領域においては印加電圧+10Vにおける電流値が数pA程度であったのに対し、照射領域においては最大で数百nA程度となり5桁以上も電気伝導特性が変化することが明らかとなり、フェムト秒レーザーによりSiCの電気特性を改質できることを明らかにした。
出来 真斗; 山本 稔*; 伊藤 拓人*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
フェムト秒レーザーを照射した炭化ケイ素(SiC)基板表面の電気伝導特性の局所的な変化を調べた。実験は、半絶縁性六方晶(6H)-SiC基板に対して、さまざまなエネルギー密度のフェムト秒レーザーを照射し、照射後の電流電圧特性を測定した。その結果、照射エネルギー密度3.34から6.68J/cmの領域において、印加電圧+10Vにおける電流値が急激に増加することがわかった。走査型電子顕微鏡(SEM)により照射領域の表面形状を観察したところ、フェムト秒レーザー照射により周期的な構造が形成されていることが判明し、フェムト秒レーザーによる局所的な改質領域がSiC基板の電気伝導機構に影響を及ぼすことが示唆された。
出来 真斗; 伊藤 拓人*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
ワイドバンドギャップ半導体であるシリコンカーバイド(SiC)に、透明材料の内部加工が可能なフェムト秒レーザーを照射し、SiCの局所電気特性制御を試みた。フェムト秒パルスレーザーの照射フルエンスを1.5J/cmとしたときは、10
Aオーダーの微小電流しか流れないが、照射フルエンスを5.0J/cmまで上昇させると、3桁以上も電流値が増加した。実験結果をまとめると、照射フルエンスが1.0から3.3J/cmにおいては、電流値の大きな変化は確認されなかったが、約5.0J/cmから電流値は急激に増加し、最終的におよそ10
Aオーダーの電流が流れ、6から7桁も電気伝導度が変化した。5.0J/cmにおける急激な電流値の変化は、閾値フルエンスを超えた領域に発生するSiCの相転移に起因する現象であると考えられる。
出来 真斗; 伊藤 拓人*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
耐放射線性半導体として期待される炭化ケイ素(SiC)半導体のデバイス作製プロセス開発の一環として、フェムトレーザーによる局所的な電気特性改質を試みた。半絶縁性の六方晶(6H)SiCへ、中心波長800nm,パルス幅130fs,繰り返し周波数1kHzのフェムトレーザーを1.5J/cm53.4J/cmの範囲で照射し、照射前後の電気特性を測定した。その結果、1.5J/cmのフルエンスの照射では、未照射と同程度のpAオーダーの電流しか流れないが、33.4J/cm以上では、急激な抵抗の低下が観測され、5桁以上の電流増加が観測された。電子顕微鏡で表面観察をした結果、この急激な抵抗の低下は、レーザーによるSiCへの局所的なエネルギー付与が原因で生じたSiCの相転移に起因する現象であることが見いだされた。
伊藤 拓人*; 出来 真斗; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
ワイドバンドギャップ半導体であるSiC(Silicon Carbide)に、透明材料の内部加工が可能なフェムト秒レーザーを照射し、SiCの局所電気特性制御を試みた。フェムト秒レーザー照射では、電場がレーザー走査方向に対して平行及び垂直となるように偏光方向を調整した。レーザー照射後に電気特性を測定した結果、電場とレーザー走査方向が平行な場合、印加電圧+0.1Vにおける電流値は550fAであった。一方、垂直な場合、印加電圧+0.1Vにおける電流値は130nAであった。このように、偏光方向が変わると電流値に6桁程度の差が生じ、電場とレーザー走査方向が垂直な場合に限り、急激な電気伝導度の変化が得られることが明らかとなった。
伊藤 拓人*; 出来 真斗; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
レーザーを用いた炭化ケイ素(SiC)半導体の局所電気伝導改質を目指し、半絶縁性SiC基板へフェムト秒レーザーを照射し電気特性の変化を調べた。光源には中心波長800nm,パルス幅130fs,繰り返し周波数1kHzのフェムト秒チタンサファイア再生増幅器を用い、10倍の対物レンズで試料表面に集光させたレーザーを走査した。レーザーの偏光方向を走査方向に対して電場が平行、又は、垂直となるように1/2波長板を用いて調整した。レーザー照射フルエンスは、各偏光ともに1.086J/cmの範囲で変化させた。レーザー照射領域の電気特性を測定した結果、電場に平行にレーザーを走査した場合は、抵抗値は照射フルエンスの増加とともに減少するが、垂直の場合は、照射フルエンスが増加しても抵抗値に大きな変化はないことが明らかとなった。レーザー改質部の走査型電子顕微観察をしたところ、照射フルエンス5J/cm以下の条件では、平行,垂直ともに照射領域全体にファインリップルと呼ばれる構造が形成されるが、平行の場合は照射フルエンス5J/cm以上では、中心領域においてクレーターのような構造が形成されていることが判明した。垂直走査した場合、照射フルエンスが増加してもクレーターが形成されないことから、クレーターの形成が抵抗の低減化に関与することが判明した。
伊藤 拓人*; 出来 真斗; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
偏光方向を走査方向に対して平行及び垂直になるように調整したフェムト秒レーザーを炭化ケイ素(SiC: Silicon carbide)に照射した。平行の時、照射によって改質された部分の抵抗値は、レーザーの照射フルエンスの増加とともに減少した。それに対して垂直の時、改質された部分の抵抗値は、レーザーの照射フルエンスが増加しても大きな変化がなかった。照射フルエンスが5J/cm以下の条件では、走査方向と無関係にファインリップルと呼ばれる構造が形成された。照射フルエンスが5J/cm以上の条件では、平行の時、クレーター構造が形成され、垂直の時、ファインリップルのみが形成された。改質された部分のラマンスペクトルを測定した結果、照射フルエンスが8J/cm程度において、平行の時にはアモルファスシリコン及びアモルファスカーボンに由来するスペクトルが検出された。一方、垂直の時、それらのスペクトルは検出されなかった。以上のことから、平行の時に観測される抵抗値の大幅な減少は、クレーター状の改質部に生じたアモルファスシリコン及びアモルファスカーボンに由来することがわかった。
伊藤 拓人*; 大西 諒*; 出来 真斗; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 北田 貴弘*; 井須 俊郎*; 小野田 忍; 大島 武
no journal, ,
フェムト秒レーザーを炭化ケイ素(SiC)基板に照射することでSiC中の電気伝導制御を試みた。フェムト秒レーザーを半絶縁性六方晶(6H)SiC基板のSi面に照射した。照射領域の抵抗率とレーザーの偏光方向との関係を検証した結果、これまで明らかにされていなかった円偏光の条件においては、抵抗値が5桁以上も低下することが明らかになった。さらに、Scanning Electron Microscopes (SEM)観察とラマン分光測定をしたところ、今回の円偏光の場合は、これまでに5桁抵抗値が減少することを明らかにしたレーザー走査方向と平行な直線偏光の場合と類似する構造と組成であることが見いだされた。これにより、照射領域の抵抗率とレーザーの偏光方向との関係が明らかになった。
出来 真斗; 牧野 高紘; 岩本 直也; 小野田 忍; 児島 一聡*; 富田 卓朗*; 松尾 繁樹*; 橋本 修一*; 大島 武
no journal, ,
炭化ケイ素(SiC)半導体のイオン入射破壊(シングルイベントゲートラプチャー: SEGR)のメカニズム解明研究の一環として、六方晶(4H)SiCエピタキシャル基板に作製した金属-酸化膜-半導体(MOS)キャパシタのイオン入射によるゲート絶縁膜破壊と入射イオンの線エネルギー付与(LET)の関係を調べた。本研究では、LETが、それぞれ、7.02と23.8MeVcm/mgである18MeVの酸素(O)及びニッケル(Ni)イオンを用い、イオン照射中にゲート酸化膜から観測されるリーク電流を計測することで絶縁破壊を調べた。その結果、18MeV-O入射の場合、イオン照射なしの場合と同じ値で絶縁破壊が発生したが、18MeV-Niの場合は、未照射の場合に対し約80%程度の電界強度で絶縁破壊が生ずることが判明した。LETと絶縁破壊の関係を調べたところ、シリコンのMOSキャパシタの場合と同様に、LETの増加とともに絶縁破壊電界強度の逆数が増加することが判明した。
