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電気二重層トランジスタによる銅酸化物の電界誘起超伝導転移

Research Project

Project/Area Number 21654046
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionThe University of Tokyo (2010)
Tohoku University (2009)

Principal Investigator

下谷 秀和  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任講師 (60418613)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2010: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2009: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywords電気二重層トランジスタ / 電界効果トランジスタ / 電気二重層 / イオン液体 / 電気化学 / 固液界面 / 超伝導 / FET
Research Abstract

本研究は、電界効果トランジスタ(FET)の一種である電気二重層トランジスタ(EDLT)を用いて、銅酸化物の表面に超伝導転移を可能にするほど高濃度に電荷キャリアを静電的にドープすることを目的としている。電気二重層トランジスタは電界効果トランジスタで用いられる固体絶縁層の代わりに電解液を用いてゲート電圧を印加する。すると、電解液と試料の界面にイオンの層と、それによって誘起された反対符号の電荷の層が生じる。これは電気二重層とよばれ、電気二重層トランジスタでは、この現象を利用してキャリアをドープする。前年度の研究で、電解液としてイオン液体を用いることが有効であることが分かったが、さらにキャリア濃度を増加させる必要があることも明らかにされた。そこで、今年度はイオン液体を最適化するために、様々なイオン液体の電気二重層静電容量を電気化学インピーダンス法により測定し、また、分子動力学計算によるシミュレーションも行い、これらを合わせて解析を行った。その結果、イオン液体の分子構造と電気二重層静電容量の間に系統的な相関があることが実験的に明らかにされ、シミュレーションによってもその傾向が再現された。これにより得られる知見は、銅酸化物の電気二重層トランジスタにおける高濃度キャリア蓄積のみならず、電気二重層による蓄電デバイスである、電気二重層キャパシタ(ウルトラキャパシタ、スーパーキャパシタとも呼ばれる)の高性能化の指針にもなる重要な成果である。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2011 2010 2009

All Journal Article (20 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (8 results)

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Published: 2009-04-01   Modified: 2020-05-15  

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