Development of a new superconductor on oxide single crystals by an electrostatic carrier doping

通过静电载流子掺杂开发氧化物单晶新型超导体

• 批准号: 21686002
• 负责人: UENO Kazunori
• 金额: $ 15.81万
• 依托单位: The University of Tokyo (2011)Tohoku University (2009-2010)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21686002/
• 关键词: 超伝導; 電界効果トランジスタ; 酸化物エレクトロニクス; イオン液体

KTaO_3 is an oxide semiconductor that has low solid solubility to impurity atoms. Therefore, charge carrier density in KTaO_3 has been limited below 1. 4×10^<14> cm^<-2> by chemical doping. We developed an electric double layer transistor on(100) surface of KTaO_3 single crystal by employing a new device configuration and an ionic liquid, and we induced one order of magnitude higher charge carrier density than that by chemical doping. KTaO_3 showed metallic conduction at low temperature and zero resistance state below 45 mK. This indicates superconductivity in KTaO_3, which is the first example of a new superconductor developed by the electric field-effect method.

KTaO_3是一种氧化物半导体，对杂质原子具有较低的固溶度。因此，通过化学掺杂，KTaO_3中的载流子密度被限制在1.4×10~(-2)cm~(-2)以下。采用一种新的器件结构和离子液体，在KTaO_3单晶的(100)面上制备了双电层晶体管，其载流子密度比化学掺杂提高了一个数量级。KTaO_3在低温下为金属导电，在45mK以下为零阻态。这表明了KTaO_3的超导电性，这是用电场效应方法研制的新超导体的第一个例子。

项目成果

Low temperature operation of a field-effect transistor of SrTiO_3 with an robust atomie-layer-deposition gate dielectric

具有坚固原子层沉积栅极电介质的 SrTiO_3 场效应晶体管的低温运行

• 发表时间: 2010
• 作者: 大参宏昌;垣内弘章;安武潔;上野和紀
• 通讯作者: 上野和紀

Observation of anomalous Hall effect in EuO epitaxial thin films grown by a pulse laser deposition

• DOI: 10.1063/1.3557050
• 发表时间: 2011-02
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: T. Yamasaki;K. Ueno;A. Tsukazaki;T. Fukumura;M. Kawasaki

電場誘起による電解液/酸化物界面を用いた新規超伝導体の開発

利用电场诱导电解质/氧化物界面开发新型超导体

• 发表时间: 2011
• 作者: T.Nagatomi;S.Tanuma;K.Goto;佐々木海渡;早澤紀彦;上野和紀
• 通讯作者: 上野和紀

酸化物絶縁体表面での電場誘起超伝導

氧化物绝缘体表面的电场诱导超导

• 发表时间: 2011
• 作者: 梅原弘毅;垣内弘章;安武潔;大参宏昌;喜多理王;上野和紀
• 通讯作者: 上野和紀

Electrically Induced Ferromagnetism at Room Temperature in Cobalt-Doped Titanium Dioxide

• DOI: 10.1126/science.1202152
• 发表时间: 2011-05-27
• 期刊: SCIENCE
• 影响因子: 56.9
• 作者: Yamada, Y.;Ueno, K.;Kawasaki, M.
• 通讯作者: Kawasaki, M.