Manipulation of strongly correlated electrons at high quality interfaces via ionic gating method

通过离子门控方法在高质量界面处操纵强相关电子

• 批准号: 17F17041
• 负责人: 前里 光彦
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-07-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17041/
• 关键词: 有機伝導体; トランジスタ; 強相関電子系; 電界効果トランジスタ

近年、イオンゲートなどを用いた電界効果トランジスタの研究が進み、半導体界面に高濃度のキャリア注入を行うことが可能になってきた。そこで、本研究では、非常に良質な表面あるいは界面を作りやすい有機半導体などの分子性結晶や薄膜を用いて、高濃度キャリアドープを行うことにより、強相関電子系の電子物性制御を行う。低温でスピン密度波相となる強相関π電子系と局在ｄ電子スピンが共存する擬1次元π-ｄ複合体や3次元Dirac電子系候補物質などを対象として、有機単結晶薄膜の作成と相制御を試みた。電解セルを用いて有機伝導体の単結晶薄膜試料を作成し、それをSiO2薄膜で覆われたSi基板、もしくはその表面上にAuの微小電極を作成した基板上に貼り付けて電界効果トランジスタを作成した。擬1次元系(DIETSe)2MCl4[M=Fe,Ga]塩の場合、細長い形状の結晶が得られ、微小電極上にのせることも出来たが、3次元Dirac電子系候補物質(BEDT-TTF)Ag4(CN)5の場合にはゴロっとした微結晶が出来、電解合成では薄い結晶は得られなかった。Si基板上に貼り付けたDIETSe塩の電気伝導度の温度依存性の測定を行ったところ、バルク試料とはかなり異なった振る舞いを示した。Si基板と試料の熱収縮率に大きな違いがあることが原因と考えられる。2Kで100Vまでゲート電圧を印加したが、顕著な変化は観測されなかった。また、ダイヤモンド構造をもち3次元Dirac電子系候補物質であるモット絶縁体(BEDT-TTF)Ag4(CN)5の高圧力による強相関電子系の電子物性制御にも取り組んだ。キュービックアンビルを用いて14GPaまでの超高圧下での伝導度測定に成功し、伝導度が著しく増加することを見出した。ダイヤモンドアンビルを用いた分光測定を行い、高圧下での電子状態について知見を得た。

In recent years, イ オ ン ゲ ー ト な ど を with い た electricity industry working fruit ト ラ ン ジ ス タ が の research into み high concentrations, semiconductor interface に の キ ャ リ ア injection line を う こ と が may に な っ て き た. そ こ で, this study で は, very good に qualitative な surface あ る い を は interface for り や す い organic semiconductor な ど の molecularity crystallization を や film with い て, high concentration キ ャ リ ア ド ー プ を line う こ と に よ り masato, strong phase an electronics line royal を う の electronic property system. Low-temperature で ス ピ ン density wave phase と な る strong phase masato PI an electronics と bureau in d electronic ス ピ ン が coexistence す る quasi dimensional PI - 1 d complex や 3 dimensional Dirac electronic standby material な ど を like と seaborne し て, organic 単 の crystal film made と phase system royal を try み た. Electrolytic セ ル を with い て organic 伝 conductor の 単 crystal film sample を し, consummate そ れ を SiO2 film で fu わ れ た Si substrates, も し く は そ の surface に Au の tiny electrode を made し た substrate に stick り pay け て electricity industry working fruit ト ラ ン ジ ス タ を made し た. Quasi one component system (DIETSe) 2 MCL4 [M = Fe, Ga] salt の occasions, long and thin shape い の crystallization が ら れ, tiny electrode に の せ る こ と も out た が, 3 dimensional Dirac electronic alternate material (BEDT - the vera.ttf) Ag4 (CN) 5 の occasions に は ゴ ロ っ と し た micro crystal が out, electrolytic synthesis で は thin The crystallization of られな gives られな った. Si substrate に stick り pay け た DIETSe salt の electric 気 伝 conductance の temperature dependency の measurement line を っ た と こ ろ, バ ル ク sample と は か な り different な っ た vibration る dance い を shown し た. The main reason for the large <s:1> thermal shrinkage rate に of the Si substrate と test material and the <s:1> な violation of <s:1> がある <s:1> とが とが is と examination えられる. 2 k で 100 v ま で ゲ ー ト electric 圧 を Inca し た が, 顕 な variations change は 観 measuring さ れ な か っ た. ま た, ダ イ ヤ モ ン ド tectonic を も ち 3 dimensional Dirac electronic alternate material で あ る モ ッ ト never try body (BEDT - the vera.ttf) Ag4 (CN) 5 の high pressure に よ る strong phase masato an electronics の electronic property suppression に も group take り ん だ. キ ュ ー ビ ッ ク ア ン ビ ル を with い て 14 gpa ま で の under ultra-high 圧 で の 伝 conductance measurement に し success, 伝 conductance が し く raised plus す る こ と を shows し た. ダ イ ヤ モ ン ド ア ン ビ ル を with い た spectral photometry を い, high 圧 で の electronic state に つ い て knowledge を た.

项目成果

Spin Liquids and Superconductivity based on BEDT-TTF

基于BEDT-TTF的自旋液体和超导

• 发表时间: 2018
• 作者: M. Maesato;S. Tomeno;Y. Kimura;Y. Yoshida;G. Saito;H. Kitagawa
• 通讯作者: H. Kitagawa

Artificial Control of Materials' Properties

材料性能的人工控制

• 发表时间: 2018
• 作者: 齊藤真希;椎木 弘;長岡 勉;中村健太郎 川口 真一 野元 昭宏 小川 昭弥;M. Maesato
• 通讯作者: M. Maesato

High pressure transport study of the Molecular Dirac Semimetal Candidate (ET)Ag4(CN)5

狄拉克半金属候选分子 (ET)Ag4(CN)5 的高压输运研究

• 发表时间: 2018
• 作者: Andhika Kiswandhi;Mitsuhiko Maesato;Shinya Tomeno;Yukihiro Yoshida;Yasuhiro Shimizu;Gunzi Saito;Hiroshi Kitagawa
• 通讯作者: Hiroshi Kitagawa