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電界効果トランジスタ(FET)構造を用いた遷移金属酸化物の静電キャリア濃度制御

使用场效应晶体管 (FET) 结构控制过渡金属氧化物中的静电载流子浓度

基本信息

批准号：
06J11139
负责人：
中村浩之
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度までの研究で、ペロブスカイト型酸化物であるSrTiO_3の表面に作成したトランジスタ構造を利用して、1)酸化物表面に二次元電子ガスを電界誘起すること、2)ゲート電界を用いたキャリア濃度制御によるSrTiO3の金属絶縁体転移、の2点を実現した。今年度はSrTiO3表面に誘起された二次元電子ガスの基底状態を調べることを最大の目標とした。特に、電子ガスが最低温で超伝導性を示すかどうかがポイントであった。今年度は上記の目的のために、15mK程度の低温までトランジスタの輸送特性を測定可能なシステムを理化学研究所との共同研究により構築した。これにより、1)150mK以下において高ゲート電圧印加によるゼロ抵抗の観測、2)磁場によるゼロ抵抗の消失の2点を確認した。これらは、SrTiO_3表面に電界誘起されたキャリアの超伝導を強く示唆する結果である。さらに、今回観測されたゼロ抵抗は、有限の抵抗との間をゲート電界によって可逆的にコントロールすることが可能であることが分かった。従来、酸化物のキャリア濃度制御は元素置換に頼っていたため、系のキャリァ濃度をこのように連続的に変化させることは困難であった。したがって、今回得られた知見は酸化物の電子物性、特に電子密度を変数とした相転移現象を研究する上で大きな進歩であると考える。

In the past year, the study of SrTiO3 surface structure was carried out. 1) The surface of SrTiO3 was electrically induced by the two-dimensional electron. 2) The metal dielectric transition of SrTiO3 was realized by the concentration control. This year, the SrTiO3 surface induced by the two-dimensional electron substrate state, the maximum purpose of the modulation The lowest temperature of the electron is the conductivity. This year's joint research project of the Institute of Physical Chemistry was carried out to determine the transport characteristics of low temperature and high temperature materials at 15mK. 1) High voltage measurement below 150mK 2) Magnetic field measurement The results show that SrTiO_3 surface electric field is induced by superconductivity. In this case, it is possible to detect the presence of a small number of molecules in the cell. The concentration of acid compounds is controlled by elemental substitution. The concentration of acid compounds is controlled by elemental substitution. The study of electronic properties and electron density of acidified compounds and phase shift phenomena has made great progress.