2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of novel properties of strongly-correlated oxide nano-devices under electric field
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15H05499
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中野 匡規 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任講師 (70592228)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 表面・界面物性 / 電界効果 / 強相関エレクトロニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、モット絶縁体に代表される強相関物質の協同的な相転移現象を利用した、新しい相転移デバイスの実現を目指している。今年度は、昨年度に引き続きVO2トランジスタのナノデバイス化と物性評価に取り組むと共に、昨年度より作製を開始した銅酸化物高温超伝導体薄膜を用いた電界効果デバイスの評価に注力した。特に後者では、電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体薄膜（T'-構造La2-xCexCuO4）を用いた電気二重層トランジスタにおいて電場誘起絶縁体-超伝導転移を実現すると共に、詳細な電子相図を構築することに成功した。その過程で、アンダードープ領域における金属-絶縁体転移温度が電子数の増大と共に一度上昇したあと下降するという、極めて異常な振る舞いを示すことを発見した。これは最近T'-構造Nd-xCexCuO4で発見された電荷秩序相の存在を仮定すれば説明可能であり、電子数の増大に伴ってフェルミ面の形状が複雑に変化するという電子ドープ型銅酸化物高温超伝導体に特有の振る舞いを捉えている可能性がある。一方、オーバードープ領域で電気抵抗が急激に上昇するという現象を発見し、その上昇がフェルミ面の消失ではなく移動度の低下に起因すること、また、その領域では格子が大きく変形していることを、ホール効果測定およびin-situ X線回折測定からそれぞれ明らかにした。一連の実験結果は従来型の電界効果のみでは説明ができないものであり、VO2トランジスタの場合と同様に、強相関物質特有の協同現象を反映している可能性がある。以上に加えて、これまで電子ドーピングしか実現されていないT'-構造の銅酸化物に対して電場で正孔をドーピングする実験にも取り組み、正孔伝導を示唆する結果を得た。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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