発光は、アルゴンイオンビームの照射により酸素を一部放出した厚さ20ー30ナノメートルの表層で起こります。この点は、同様の青色発光が、低い酸素分圧中で作成した酸素欠損チタン酸ストロンチウム薄膜でも観測されたことからも確認されます。

　アルゴンビーム照射前の結晶は絶縁体です が、発光試料は金属的な電気伝導性を示します。この結果は、酸素の欠損により伝導帯に生じた伝導電子が発光メカニズムに関わっていることを示唆していま す。この「伝導電子」と励起光や電子線照射により生まれる「ホール（正孔）」が出会って共に消滅する際に（再結合過程）この青色発光が生じていると考えら れます。これは、「発光するものは絶縁体」という従来の常識を破るメカニズムです。

　青色発光素子では窒化ガリウム（GaN）などの半導体材料が注目を集めていますが、今回発見したチタン酸ストロンチウムでの青色発光は、アルゴンイオンビームの照射という簡便な手法で局所的な酸素欠損領域を作り出し発光させられることが大きな特徴です。

　チタン酸ストロンチウムと同じペロブスカイト型の結晶構造をとる物質には、高温超伝導酸化物や巨大磁気抵抗酸化物、最近ではマルチフェロイックスと呼ばれる新しい磁性強誘電体酸化物などがあります。

　なお、研究の一部は奈良先端科学技術大学院大学、浜松ホトニクス株式会社との共同で行われたものです。

　この研究成果は英科学誌 Nature Materials の電子版（Advance Online Publication）において10月9日により公表されています。