大阪大學產業科學研究所的大坂藍特任助教、服部梓副教授及田中秀和教授等人組成的研究團隊，與該校研究生院工學研究科的藤大雪助教及山内和人教授、奈良先端科學技術大學院大學先端科學技術研究科的服部賢副教授，以及中國大連交通大學的郭方副教授等人合作，成功在作爲薄膜成長基礎的單晶基底層（成長基底層）上形成了完全消除原子紊亂的理想終極平坦表面（完整晶體表面）。另外，還在完整表面的基底層上觀察到了強相關氧化物磁鐵礦（Fe3O4）超薄膜（膜厚：50奈米）具有優異的導電特性（相變特性）。
圖1： 觸媒表面基準蝕刻（CARE）法概念圖。透過從凸起部選擇性地進行蝕刻，在不破壞表面晶體結構的情況下實施了平坦表面（供圖：大阪大學產業科學研究所）
衆所周知，磁鐵礦的電導率會隨着金屬-絕緣體相變（費耳威相變）而大幅改變，在基礎和應用兩方面都備受關注。從應用於奈米電子器件的角度來看，需要製作具有相變特性的超薄磁鐵礦薄膜，但由於成長基底層表面粗糙並且有缺陷，會導致晶體品質下降，因此一直未能實施。
研究團隊將觸媒表面基準蝕刻法（CARE法）應用於磁鐵礦薄膜的成長基底層，實施了原子紊亂非常少的完整晶體表面。表面粗糙度小於0.1奈米rms，相當於甲子園球場的高低差小於1毫米，實施了終極的平坦度。由此，薄膜/成長基底層界面的缺陷數量減至原來的約千分之1，實施了具有優異導電特性（相變特性）的超薄磁鐵礦薄膜。
結果表明，即使是以前因基底層表面的不完整性而導致功能下降的材料，也能利用超薄膜實施材料本來的優異特性，是表現超薄膜功能的有效手段。
大坂特任助教表示：「我們自主開發的化學拋光技術具有高度的通用的性，透過使完整基底層表面適用於所有功能性薄膜材料，可以強化材料創新能力，比如實施具有魅力特性的奈米結構體，希望還能爲碳中和，以及利用5G線路進行大規模數據通訊等的新型器件的開發做貢獻。」
【註解】
■金屬-絕緣體相變（費耳威相變）：正如溫度降低後水會變成冰一樣，即使是同一種物質，也會發生金屬⇔絕緣體的相變化。主要由溫度變化引起。
原文：《科學新聞》
翻譯編輯：JST客觀日本編輯部
