公募研究
新学術領域研究(研究領域提案型)
本研究では、電気二重層エレクトレットを物性研究に利用し、貼り付けるだけで様々な材料の新機能発現させる研究を行なう。従来用いられていた化学置換によるドーピング、電界効果による電荷注入に加えて、材料の電子物性の探索を行う際の第3番目の手法として利用することを狙う。本研究を進めることで、蓄電固体材料を利用した材料の新機能探索の共通基盤技術の構築を行うことができるだけでなく、それを利用した新しいイオンデバイスの創成も狙っていく。
本研究では、申請者が考案した新規蓄電固体材料である電気二重層エレクトレットおよび電気二重層界面を利用して、材料に電気二重層エレクトレットを貼り付けるだけで接合した材料の界面の電子状態を大幅に変化させる手法を開拓と、その背景に眠るサイエンスの理解と応用展開を進めて行った。イオン液体の電気二重層を用いた電界効果を用いた電子状態制御は、材料によっては、イオン液体と電気化学反応を起こしてしまい、静電的な電界効果による効果か、電気化学反応による効果か区別することが困難であった。本年度は、イオン液体による材料の電気化学反応を防ぐために、酸化物薄膜を保護層として材料の上にのせ、その効果を検証した。具体的には、磁性材料CoFeBの上に 強誘電体であるHfOを保護層として成膜し、イオン液体による電界効果により、CoFeBの電子状態制御を行なった。その結果、電気二重層の形成に伴って、HfO中の酸素の移動が起き、CoFeBの酸化還元が電圧によって制御できることが明らかになった。また、CoFeBの酸化還元反応により垂直磁化と面内磁化が制御できることが明らかになった。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2022 2021 2020 その他
すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 産業財産権 (3件) (うち外国 2件)
Scientific Reports
巻: 11 号: 1 ページ: 1637-1637
10.1038/s41598-021-81195-7
Physical Review Applied
巻: 15 号: 6
10.1103/physrevapplied.15.064055
Applied Physics Express
巻: 13 号: 6 ページ: 063004-063004
10.35848/1882-0786/ab92f1
