イオン液体による層状遷移金属化合物への高密度キャリア注入-新奇二次元電子系の創製

• 研究課題/領域番号: 20740213
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: (財)電力中央研究所
• 研究代表者: 小野 新平 (財)電力中央研究所, 材料科学研究所, 主任研究員 (30371298)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: イオン液体 / 有機電界効果トランジスタ / 電気二重層 / 半導体物性 / 強相関電子系 / 物性実験 / 有期電界効果トランジスタ

研究概要

イオン液体の電気二重層を利用した新しい電界効果トランジスタを作製した。電気二重層の作り出す強電界を利用することで、様々な材料に高密度キャリア注入を行う事に成功した。有機半導体では、低電圧駆動が可能で高速応答を実現する有機電界効果トランジスタの作製に成功した。また遷移金属酸化物薄膜では、高密度キャリア注入を行う事で、金属-絶縁体転移の観測に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] High-performance n-type organic field-effect transistors with ionic liquid gates (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 97
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric-Field Control of the Metal-Insulator Transition in Ultrathin NdNiO_3 Films (2010)
  • 著者名/発表者名: Raoul Shcherwitzl, Pavlo Zubko, I.Gutierrez Lezama, Shimpei Ono, Alberto F.Morpurgo, Gustau Catalan, Jean-Marc Triscone
  • 雑誌名: Adv.Mater. 22 ページ: 5517-5520
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small gapsemiconducting organic charge-transfer interfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Nakano, H.Alves, A.S.Molinari, S.Ono, N.Mider, A.F.Morpurgo
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 96
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-performance n-type organic field-effect transistors with ionic liquid gates (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 97
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small gap semiconducting organic charge-transfer interfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Nakano, H.Alves, A.S.Molinari, S.Ono, N.Mider, A.F.Morpurgo
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Appearance of Fluctuating Stripes at the Onset of Pseudogap in the High-Tc Superconductor Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> (2010)
  • 著者名/発表者名: Raoul Shcherwitzl, Pavlo Zubko, I.Gutierrez Lezama, Shimpei Ono, Alberto F.Morpurgo, Gustau Catalan, Jean-Marc Triscone
  • 雑誌名: Nature 巻: 468 ページ: 677-680
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-temperature optical spectral weight and Fermi-liquid renormalization in Bi-based cuprate superconductors (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Nicoletti, O.Limaj, P.Calvani, G.Rohringer, A.Toschi, G.Sangiovanni, M.Capone, K.held, S.Ono, Yoichi Ando, S.Lupi
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 巻: 105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability of exfoliated Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> studied by Raman microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: L.J.Sandilands, J.X.Shen, G.M.Chugunov, S.Y.F.Zhao, Shimpei Ono, Y.Ando, K.S.Burch
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 巻: 82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanoscale Proximity Effect in the High Temperature Superconductor Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> Using a Scanning Tunneling Microscope (2010)
  • 著者名/発表者名: Colin V. Parker, S. Ono
  • 雑誌名: Physical Review Letters. 104
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-performance organic field-effect transistors with binary ionic liquids (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, K.Miwa, S.Seki, J.Takeya
  • 雑誌名: Organic Electronics 10 ページ: 1579-1582
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-performance organic field-effect transistors with ionic liquids (2009)
  • 著者名/発表者名: Shimpei Ono, Kazumoto Miwa, Shiro Seki, Junichi Takeya
  • 雑誌名: Electrochemistry 77 ページ: 617-620
  • NAID: 10031165215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-voltage operation of n-type organic fielid-effect transistors with ionic liquid (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Uemura, M.Yamagishi, S.Ono, J.Takeya
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 95
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comparative study of organic single-crystal transistors gated with various ionic-liquid electrolytes (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, K.Miwa, S.Seki, J.Takeya
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 94
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-performance organic field-effect transistors with binary ionic liquids (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Ono
  • 雑誌名: Organic Electronics 10 ページ: 1579-1582
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-performance organic field-effect transistors with ionic liquids (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Ono
  • 雑誌名: Electrochemistry 77 ページ: 617-620
  • NAID: 10031165215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-voltage operation of n-type organic fielid-effect transistors with ionic liquid (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Uemura, S.Ono
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 95 ページ: 196-201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Josephson scanning tunneling microscopy : A local and direct probe of the superconducting order parameter (2009)
  • 著者名/発表者名: Hikari Kimura, S. Ono
  • 雑誌名: Physical Review B 80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extending Universal Nodal Excitations Optimizes Superconductivity in Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> (2009)
  • 著者名/発表者名: Aakash Pushp, S. Ono
  • 雑誌名: Science 324 ページ: 1689-1993
  • 査読あり
• [雑誌論文] Far-Infrared Absorption and the Metal-to-Insulator Transition in Hole-Doped Cuprates (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Lupi, S.Ono
  • 雑誌名: Physical Review Letter 102
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comparative study of organic single-crystal transistors gated with various ionic-liquid electrolytes (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, K.Miwa, S.Seki, J.Takeya
  • 雑誌名: Applied Physics Latters 94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic functionalization of solid-to-liquid interfaces between organic semiconductors and ionic liquids : Realization of very high performance organic single-crystal transistors (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Uemura, R.Hirahara, Y.Tominari, S.Ono, S.Seki, J.Takeya
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 93
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-mobility, low-power, and fast-switching organic field-effect transistors with ionic liquids (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, S.Seki, R.Hirahara, Y.Tominari, J.Takeya
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 92
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic functionalization of solid-to-liquid interfaces between organic semiconductors and ionic liquids: Realization of very high performance organic single-crystal transistors (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Uemura, R.Hirahara, Y.Tominari, S.Ono, S.Seki, and J.Takeya,
  • 雑誌名: Applied Physics Lgtters 93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Origin of the Inhomogeneous Pairing Interaction in the High-Tc Superconductor Bi_2Sr_2CaCu_2O_8_+_δ (2008)
  • 著者名/発表者名: Abhay N.Pasupathy, Aakash Pushp, Kenjiro K.Gomes, Colin V.Parker, Jinsheng Wen, Zhijun Xu, Genda Gu, Shimpei Ono, Yoichi Ando, and Ali Yazdani,
  • 雑誌名: Science 320 ページ: 196-201
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scanning Josephson Tunneling Microscopy of Single-Crystal Bi_2Sr_2CaCu_2O_8_+_δ with a Conventional Superconducting Tip (2008)
  • 著者名/発表者名: Hikari Kimura, R.P. Barber, Jr.S.Ono, Yoichi Ando, and R.C. Dynes,
  • 雑誌名: Physical Review Latters. 101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mapping of the formation of the oaring gap in Bi_2Sr_2CaCu_2O_8_+_δ (2008)
  • 著者名/発表者名: K.K. Gomes, A.N. Pasupathy, A.Pushp, C.Parker, S.Ono, Y.Ando, G.Gu, A.Yazdani,
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Solid 69 ページ: 3034-3038
  • 査読あり
• [学会発表] Ambipolar Electric Double Layer Transistors Using Organic Single Crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Yomogida, T.Takenobu, D.Wen, H.Shimotani, S.Ono, Y.Iwasa
  • 学会等名: Meeting of The American Physical Society
  • 発表場所: アメリカ、テキサス
  • 年月日: 2011-03-25
• [学会発表] Electric-Field Control of the Metal-Insulator Transition in Nickelate Thin Films (2011)
  • 著者名/発表者名: R.Scherwitzl, P.Zubko, I.Gutierrez-Lezama, S.Ono, A.Morpurgo, G.Catalan, J.-M.Triscone
  • 学会等名: Meeting of The American Physical Society
  • 発表場所: アメリカ、テキサス
  • 年月日: 2011-03-21
• [学会発表] Fluctuating Stripes at the Onset of Pseudogap in the High-Tc Superconductor Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> (2011)
  • 著者名/発表者名: C.Parker, P.Aynajian, E.H.Da Silva Neto, A.Pushp, S.Ono, J.Wen, Z.Xu, G.Gu, A.Yazdani
  • 学会等名: Meeting of The American Physical Society
  • 発表場所: アメリカ、テキサス
  • 年月日: 2011-03-21
• [学会発表] イオン液体を用いた高性能有機電界効果トランジスタ (2011)
  • 著者名/発表者名: 小野新平, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo
  • 学会等名: イオン液体討論会
  • 発表場所: 鳥取大学
  • 年月日: 2011-01-17
• [学会発表] High-performance organic field-effect transistors with ionic liquid (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo, J.Takeya
  • 学会等名: International meeting on molecular electronics
  • 発表場所: フランス、Grenoble
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] High-performance organic field-effect transistors with ionic liquid gates (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo, J.Takeya
  • 学会等名: International meeting on molecular electronics
  • 発表場所: フランス、Grenoble
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] High performance organic single crystal transistors (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo, J.Takeya
  • 学会等名: Opening Symposium of QS2C Theory Forum
  • 発表場所: 理化学研究所
  • 年月日: 2010-09-30
• [学会発表] イオン液体を用いた高性能n 型有機FET (2010)
  • 著者名/発表者名: 小野新平, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] イオン液体を用いた高性能n型有機FET (2010)
  • 著者名/発表者名: 小野新平, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] High-performance n-type organic field-effect transistors with ionic liquids (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo, J.Takeya
  • 学会等名: International Symposium on Organic Transistors and Functional Interfaces
  • 発表場所: スイス、Les Diablerets
  • 年月日: 2010-05-09
• [学会発表] High-performance n-type organic field-effect transistors with ionic liquids (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo, J.Takeya
  • 学会等名: International Symposium on Organic Transistors and Functional Interfaces
  • 発表場所: スイス、Les Diablerets(招待講演)
  • 年月日: 2010-05-09
• [学会発表] High-performance OFETs with ionic liquids (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, K.Miwa, J.Takeya
  • 学会等名: International Workshop on Organic Transistors
  • 発表場所: イギリスケンブリッジ大
  • 年月日: 2009-11-09
• [学会発表] High-performance OFETs with ionic liquids (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Ona
  • 学会等名: International Symposium on Organic Transistors and Functional Interfaces
  • 発表場所: イギリスケンブリッジ大
  • 年月日: 2009-11-09
• [学会発表] イオン液体を用いた高性能有機電界効果トランジスタ (2009)
  • 著者名/発表者名: 小野新平、三輪一元、竹谷純一
  • 学会等名: 日本応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] イオン液体を用いた高性能有機電界効果トランジスタ (2009)
  • 著者名/発表者名: 小野新平
  • 学会等名: 日本応用物理学会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] High-density carrier doping by electrolyte ; Application to organic FETs (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Ono
  • 学会等名: 2009 Swiss Workshop on Materials with Novel Electronic Properties Basic research and'applications
  • 発表場所: スイスLes Diablerets
  • 年月日: 2009-08-27
• [学会発表] イオン液体を用いた高性能有機単結晶FET (2009)
  • 著者名/発表者名: 小野新平、三輪一元、関志朗、竹谷純一
  • 学会等名: 日本応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-04-01
• [学会発表] イオン液体を用いた高性能有機単結晶FET (2009)
  • 著者名/発表者名: 小野新平
  • 学会等名: 日本応用物理学会
  • 発表場所: 筑波大学(茨城県)
  • 年月日: 2009-04-01
• [学会発表] イオン液体を用いたn型有機電界効果トランジスタの低電圧動作 (2009)
  • 著者名/発表者名: 植村隆文、小野新平
  • 学会等名: 日本応用物理学会
  • 発表場所: 筑波大学(茨城県)
  • 年月日: 2009-04-01
• [学会発表] イオン液体を用いた有機FETにおける固体/液体界面の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小野新平、三輪一元、関志朗、竹谷純一
  • 学会等名: 日本物理学会年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] イオン液体を用いた有機FETにおける固体/液体界面の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小野新平、三輪一元、関志朗、竹谷純一
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-29
• [学会発表] High-performance OFETs with ionic liquids (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, K.Miwa, S.Seki, J.Takeya
  • 学会等名: Workshop on Electrical and Electronic Properties in Crystalline Thin Films of Small-Molecules
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2008-12-19
• [学会発表] High performance OFETs with ionic liquids (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, K.Miwa, S.Seki, and J.Takeya
  • 学会等名: Workshop on Electrical and Electronic Properties in Crystanine Thin Films of Small-Molecules
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2008-12-19
• [学会発表] Organic Field-Effect Transistors with Ionic Liquids (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, K.Miwa, S.Seki, J.Takeya
  • 学会等名: Joint Symposium on Gate Dielectric Materials
  • 発表場所: アメリカミネソタ大学
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] Organic Field-Effect Transistors with Ionic Liquids (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, K.Miwa, S.Seki, and J.Takeya
  • 学会等名: Joint Symposium on Gate Dielectric Materials
  • 発表場所: ミネソタ大学
  • 年月日: 2008-10-29
• [学会発表] Low-power and fast-switching organic field-effect transistors with ionic liquids (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, K.Miwa, S.Seki, R.Hirahara, Y.Tominari, J.Takeya
  • 学会等名: 2008 Joint Symposium on Molten Salts
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2008-10-22
• [学会発表] Application of ionic liquids to organic electronics (2008)
  • 著者名/発表者名: J.Takeya, R.Hirahara, Y.Tominari, S.Ono, S.Seki, and K.Miwa
  • 学会等名: 2008 Joint Symposium on Molten Salts
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2008-10-20
• [学会発表] イオン液体を用いた高性能有機単結晶FET (2008)
  • 著者名/発表者名: 小野新平、三輪一元、関志朗、平原律雄、富成征弘、竹谷純一
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 盛岡大学
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] イオン液体を用いた高性能有機単結晶FET (2008)
  • 著者名/発表者名: 小野新平、三輪一元、関志朗、平原律雄、富成征弘、竹谷純一
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 盛岡大学
  • 年月日: 2008-09-22
• [学会発表] Low-power and fast-switching organic field-effect transistors with ionic liquids (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Ono, K.Miwa, S.Seki, R.Hirahara, Y.Tominari, and J.Takeya
  • 学会等名: International Symposium on Organic Transistors and Functional Interfaces
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2008-08-22
• [学会発表] Softening of the Charge Transfer Gap upon Doping in High-T_c Cuprates Iuferred from the Hall Coefficient Measured up to 1000K (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Ono^1 Seiki Komiya, Xuefeng Sun, Yoichi Ando
  • 学会等名: International Workshop on Strongly Correlated Electron Systems
  • 発表場所: 中国科学技術大学
  • 年月日: 2008-06-21
• [図書] 有機デバイスのための界面評価と制御技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩本光正、金井要、丸本一弘、中村雅一、永松秀一、佐藤宣夫、香取重尊、上野信雄、廣瀬文彦、宮本隆志、藤山紀之、平本昌宏、加藤拓司、鳥居昌史、大北英生、伊藤紳三郎、加納正隆、臼井博明、竹谷純一、但馬敬介、小野田光宣、八瀬清志、小野新平、原浩二郎、早瀬修二、山成敏弘、當摩哲也、吉田郵司、加藤景三、松島敏則、村田英幸
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 有機デバイスのための界面評価と制御技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩本光正、小野新平
  • 出版者: シーエムシー出版
• [産業財産権] 電界効果トランジスタ及びその製造方法 (2009)
  • 発明者名: 小野新平、樋口貞男、三輪一元
  • 権利者名: (財)電力中央研究所
  • 産業財産権番号: 2009-092445
  • 出願年月日: 2009-04-06
• [産業財産権] 電界効果トランジスタ (2008)
  • 発明者名: 小野新平、関志朗
  • 権利者名: (財)電力中央研究所
  • 産業財産権番号: 2008-259019
  • 出願年月日: 2008-10-03
• [産業財産権] 電界効果トランジスタ (2008)
  • 発明者名: 小野新平、関志朗
  • 権利者名: (財)電力中央研究所
  • 産業財産権番号: 2008-259020
  • 出願年月日: 2008-10-03
• [産業財産権] 電界効果トランジスタ、電界効果トランジスタの製造方法、中間体及び第2中間体 (2008)
  • 発明者名: 小野新平、竹谷純一、関志朗
  • 権利者名: (財)電力中央研究所、科学技術振興機構
  • 出願年月日: 2008-09-01
• [産業財産権] 電界効果トランジスタ (2008)
  • 発明者名: 小野新平、竹谷純一、関志朗
  • 権利者名: (財)電力中央研究所、大阪大学
  • 産業財産権番号: 2008-004629
  • 出願年月日: 2008-01-11
• [産業財産権] 電界効果トランジスタおよび電界効果トランジスタの製造方法 (2008)
  • 発明者名: 小野新平、竹谷純一、関志朗
  • 権利者名: (財)電力中央研究所、大阪大学
  • 産業財産権番号: 2008-004630
  • 出願年月日: 2008-01-11
• [産業財産権] 電界効果トランジスタ、電界効果トランジスタの製造方法、中間体及び第2中間体 (2008)
  • 発明者名: 小野新平、竹谷純一、関志朗
  • 権利者名: 電力中央研究所、科学技術振興機構
  • 出願年月日: 2008-09-01
  • 外国