強電界下でのペロブスカイト酸化物中の欠陥の緩和挙動の解明

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近年、導電性酸化物にショットキー電極を形成した界面に極性の異なる電圧を印加した際に低抵抗(LR)状態と高抵抗(HR)状態とにスイッチする抵抗スイッチング現象が盛んに研究されている。しかし、この現象の発見機構には、まだに不明な点が多い。本研究では、ショットキー接合の理論式と既往の仮説モデルに基づいたシミュレーションを行うことで、I-V特性と(C-V)特性及びその関係を明かにすることを目的とした。Nbを添加したSrTiO_3単結晶基板(100)を試料とし、基板の表面にPtショットキー電極を形成し、1-VとC-Vの測定は温度80K～400K、周波数0.1kHz～1.0MHzの範囲内で行った。すると、300Kで測定したI-Vカーブ(下図左)からPt/SrTiO_3:Nb接合では抵抗スイッチング現象が確認され、逆バイアス側で大きいリーク電流が観測された。また、そのC-Vカーブから、接合の電気容量も大きいヒステリシスを示し、高い逆バイアス側では測定周波数の低下に連れて大きく増大した。ショットキー接合の理論式と既往の仮説モデルに基づいて、シミュレーションを行うことで、測定結果を再現することができた。シミュレーションの結果から、Pt/SrTiO_3:Nb接合において、接合界面にトンネル効果による電気伝導パスが存在することが示唆された。