| Project/Area Number |
07740546
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
機能・物性・材料
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
寺嶋 孝仁 京都大学, 化学研究所, 助手 (40252506)
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| Project Period (FY) |
1995
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 1995)
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| Budget Amount *help |
¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 1995: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 高温超伝導体 / YBa_2Cu_3O_<7-δ> / 電界効果 / 超薄膜 / 誘電体 / コスタリッツ-サウレス転移 / ボルテックス-反ボルテックスペア / キャリアー量変化 |
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| Research Abstract |
YBa_2Cu_3O_<7-δ>(YBCO)の超伝導性に対する電界効果を2ユニットセル(UC)の厚さのc軸配向した超薄膜を中心に検討した。電界効果の測定に用いた素子構造はPt(上部電極)/SrTiO_3(誘電体層;120nm)/YBCO/PrBa_2Cu_3O_<7-δ>(バッファー層;8UC)/SrTiO_3(基板)である。
YBCO層が正、負になるように電界を印加したとき、超伝導転移カーブはそれぞれ、高温側、低温側へシフトし、常伝導状態の抵抗も電界を加えないときより、それぞれ、減少、増加した。これより、電界を印加することによりSrTiO_3/YBCO界面に誘起される電荷はYBCO層にドープされて伝導に寄与するキャリアーとなることが明らかになった。このときの転移曲線のシフトの方向はYBCOのキャリアーがホールであることに対応したものになっている。
超薄膜では二次元性により、ボルテックス-反ボルテックス対が熱的に励起されるKosterlitz-Thouless(KT)転移の機構により超伝導転移が起こる。この機構ではボルテックス-反ボルテックス対が解離する温度(T_<KT>)以上で発生している抵抗は、自由ボルテックスの運動により解析を行うことができる。
電界を印加しないときには、2UC膜のT_<KT>は34.5Kであったが、電界を+0.29、-0.29V印加すると、T_<KT>はそれぞれ、35.2K、33.8Kとなった。T_<KT>は系のキャリアー量に比例することが知られているので、電界を印加したときにT_<KT>が変化することは、YBCO層のキャリアー量が電界により変化していることの重要な証拠になる。T_<KT>の変化率ΔT_<KT>/T_<KT>は2.0%であり、この値は電界の印加による全キャリアー量の変化率ΔN/Nにほぼ一致している。
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