2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of field effect diamond anvil cell for pioneering new fields in materials science
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15K17711
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
藤岡 正弥 北海道大学, 電子科学研究所, 助教 (40637740)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ダイヤモンドアンビルセル / 電界効果 / 遷移金属ダイカルコゲナイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は電界効果型ダイヤモンドアンビルセルの開発を行う。これは、ダイヤモンドアンビルセルの圧媒体にイオン液体を用いることで圧力、キャリア密度、温度の3つのパラメータが制御可能な新規デバイスを開発するものである。H27年度からのノウハウの蓄積により、イオン液体のみを圧媒体として用いるのではなく、イオン液体とBNを混ぜ合わせた複合体を圧媒体として利用することで、圧力印加とキャリア注入の機能を残したまま簡易的に試料のセットアップができることを見出した。この指針を基に電界効果型ダイヤモンドアンビルセルを組み上げ、試料には遷移金属ダイカルコゲナイド1T-TaS2を採用した。当初、ダイヤモンドキュレット面上で1T-TaS2を超薄膜へとへき開する予定であったが、現状では良好な試料が得られず、数百nm程度の厚膜をキュレット面上に配置している。これに伴い、ダイヤモンド上に形成したボロンドープ電極ではボトムゲート型のキャリア注入となるため、厚膜試料では静電遮蔽の影響により特性の変化が期待できない。本研究では、トップゲート型のセットアップを採用し、電界効果型ダイヤモンドアンビルセルの性能を検証した。
ゲート電圧を2Vまで印加し、これに伴う抵抗の変化を確認した。さらに、10.7 GPaまでの圧力印加に成功し、これに伴う劇的な抵抗の減少を確認した。現状では電界効果型ダイヤモンドアンビルセル装置を導入するクライオスタットが準備できておらず、特性の温度変化は確認できていないが、圧力とキャリア密度については同時制御に成功し、本装置の開発における最も難しく重要なポイントをクリアするに至った。今後は超薄膜試料へのキャリア注入、および圧力印加により、新たな電子物性の発現を目指す。
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Research Products
(3 results)
