Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本研究の目的は，電子材料(電極)/固体電解質界面近傍における電気二重層効果と酸化還元反応，及びそれらの共存・相互作用の結果として生じる電荷キャリアー(イオン・電子)蓄積現象を詳細に調査し，飛躍的に高い密度の電荷キャリアー蓄積能を固固界面で発現させること，また，それらを利用して応用価値の高い電子物性，特に磁化ベクトルを劇的に変調可能な新機能デバイスを創製することである．
本研究の目的は、電子材料(電極)/固体電解質界面近傍における電気二重層効果と酸化還元反応、及びそれらの共存・相互作用の結果として生じる電荷キャリアー(イオン・電子)蓄積現象(固体イオニクス現象)を詳細に調査し、飛躍的に高い密度の電荷キャリアー蓄積能を固固界面で発現させること、それを利用して応用価値の高い電子物性を劇的に変調する新機能デバイスを創製することである。今年度は水素終端ダイヤモンドと種々のリチウムイオン電解質薄膜を組み合わせたトランジスタを作成し、ホール測定等を行うことによって固体電解質界面の電気二重層効果について調査した。その結果、電気二重層効果の有無について顕著な材料依存性を有することが判明し、チタンを含む材料系では電気二重層効果によるキャリアー蓄積がほぼ完全に抑制されることを見出した。また、電気二重層効果が顕著なリチウム固体電解質で作成したトランジスタについて電荷キャリアーの充放電ダイナミクスの調査を行った所、ミリ秒程度の比較的速い応答が観察された。さらにこうした応答の温度依存性を調査して得られた活性化エネルギーは、リチウム電解質の伝導度に認められる活性化エネルギーとほぼ一致することを確かめた。また、今年度は磁気異方性制御デバイスについて、昨年度成功していた面内異方性でなく応用上より有利な垂直磁気異方性に着目して検討を行った。NiCo2O4薄膜へのプロトン挿入に伴う酸化還元反応を利用するトランジスタによってNiCo2O4の異方性磁界を約5%の幅で制御できることを見出した。これらを取りまとめて原著論文として出版するとともに，プレスリリースや口頭発表も行った。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2022 2021 2020 Other
All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results, Open Access: 2 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results, Invited: 6 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)
Japanese Journal of Applied Physics
Volume: 未定 Issue: SM Pages: 16720-16725
10.35848/1347-4065/ac594f
Communications Chemistry
Volume: 4 Issue: 1 Pages: 1-11
10.1038/s42004-021-00554-7
Applied Surface Science
Volume: 568 Pages: 150898-150898
10.1016/j.apsusc.2021.150898
ACS Nano
Volume: 14 Issue: 11 Pages: 16065-16072
10.1021/acsnano.0c07906
https://samurai.nims.go.jp/profiles/TSUCHIYA_Takashi
https://samurai.nims.go.jp/profiles/tsuchiya_takashi
