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, the research on the application of high-concentration injection in semiconductor interface has been improved. In this study, the electronic properties of organic semiconductor thin films with very good surface and interface properties and strong correlation electron systems are controlled. Low temperature density wave phase, strong correlation π electron system, quasi 1-dimensional π-d complex, 3-dimensional Dirac electron system candidate material, phase control of organic single crystal thin film Electrolytic thin film of organic conductor is prepared by coating Si substrate with SiO2 thin film, coating Au thin film on Si substrate, coating Au thin film on Si substrate, coating. In the case of quasi-first dimensional system (DIETSe) 2MC14 [M=Fe,Ga], thin and medium-shaped crystals are obtained, microcrystals are obtained on microelectrodes, and in the case of three-dimensional Dirac electron system candidate substance (BEDT-TTF) Ag4 (CN)5, microcrystals are obtained, and thin crystals are obtained by electrolytic synthesis. Measurement of Temperature Dependence of Electrical Conductivity of Si Substrate The thermal shrinkage of Si substrate is large. 2K, 100V, voltage, voltage The electronic properties of the strongly correlated electron system of Ag4(CN)5 under high pressure are selected from the candidate materials of the 3D Dirac electron system. Measurement of conductivity at ultra-high pressure using 14GPa is successful, and conductivity increases. The electronic state under high pressure can be detected by spectrophotometry.

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