2001 Fiscal Year Annual Research Report
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13440109
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高木 英典 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40187935)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹川 崇男 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助手 (30332597)
花栗 哲郎 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (40251326)
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| Keywords | 強相関半導体 / ドーピング / Ca_2CuO_2Cl_2 / ケミカルポテンシャルシフト / 電界効果トランジスタ / 磁性-誘電結合 |
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| Research Abstract |
半導体としてのモット絶縁体の基礎学理を調べる舞台として、走査型トンネル電子顕微鏡や角度分解)電子分光(ARPES)など表面敏感な分光の応用、将来の接合への展開などを考慮して、清浄表面が得られる数少ないモット絶縁体であるCa_2CuO_2Cl_2を開発し、これを舞台として研究を行った。CaサイトにNaZP型不純物として導入した。角度分解光電子分光から、モット絶縁体であっても、あたかも従来型の半導体であるかのように、バンド全体がシフトし、その結果金属であっても、磁性絶縁体に由来する特徴、ブルリアンゾーンの折り返し、フェルミ面の一部消失などが現れることが判明した。一方、走査型トンネル電子顕微鏡による原子レベルの像観察から、導入されたキャリアの空間分布を捉えることに成功し、電子間相関によるキャリアの自己組織化を見出した。この現象は、強相関半導体固有の現象として捉えることができ、まさにその本質を抽出したといえるかもしれない。前者の結果はすでに報文として投稿した。
電界効果トランジスタを用いた物性の探索について、その基礎となる研究を行った。高耐圧アルミナ絶縁膜作製の条件を探り、10MV/cmの耐圧を実現するレベルに達した。この耐圧は現在の世界記録と比べると約1/5であるが、10^<21>cm^<-3>程度のキャリア数で発言する物性を探るには十分である。これまで、この絶縁膜を用いて、有機物(ペンタセン、分子性液晶)でトランジスタの動作特性を確認した。
その他、誘電性を示す磁性体における磁性-誘電性結合を系統的に調べている。その成果として、誘電率の磁場制御を実現したことは特筆に価する。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] Katsufuji T, et al.: "Coupling between magnetism and dielectric properties in quantum paraelectric EuTiO_3"PHYS REV B. 64・05. 4415-4418 (2001)
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[Publications] Katsufuji T, et al.: "Dielectric and magnetic anomalies and spin frustration in hexagonal RMnO_3 (R = Y, Yb, and Lu)"PHYS REV B. 64・10. 4419-4422 (2001)
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[Publications] Matsuno K, et al.: "Charge ordering in the geometrically frustrated spinel AIV_2O_4"J PHYS SOC JPN. 70・6. 1456-1459 (2001)
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[Publications] Lake B, et al.: "Antiferromagnetic order induced by an applied magnetic field in a high-temperature superconductor"NATURE. 415・6869. 299-302 (2002)
