2003 年度実績報告書

強相関半導体のデバイス物理

研究課題

研究課題/領域番号	13440109
研究機関	東京大学
研究代表者	高木英典東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40187935)
研究分担者	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)
キーワード	モット絶縁体 / 半導体物理 / 微小ドーピング / ナノスケール電子状態 / 電荷秩序 / 電荷効果トランジスタ / ペロブスカイトトランジスタ
研究概要	本研究の目標はモット絶縁体の半導体物理とも言うべき分野を切り開くことにある。その柱の一つは、ドーピングの物理にある。微小ドープモット半導体の典型例としてCa_<2-x>、Na_xCuO_2Cl_2に着目し、昨年までにナノスケールの電子の自己組織化を見出したが、さらに高分解能の測定へと展開したところ、チェッカーボード型の電荷秩序パターンを見出した。この電荷秩序の存在は、ドープされたモット絶縁体としての高温超伝導体の諸問題、例えば大きな擬ギャップの起源、に直接答えを与える大きなブレークスルーであると自負している。これに加えて、強磁性寸前の強相関金属においてドーパントの周囲でのナノスケール電子状態変化が観測され、局所的軌道状態などの物理に迫る手がかりが得られつつある。さらに大きく発展させたい。エキゾチック半導体を用いた電界効果型トランジスタ(FET)構造の研究については、昨年度、ペロブスカイト型SrTiO_3において、スレショルド電圧の存在、ドレイン電流の飽和、キャパシタンスの変化などを伴う明確なFET特性を不すデバイスを構築することに世界で初めて成功した。今年度はさらにKTaO_3ペロブスカイトへと展開し、アモルファスシリコンFETに迫る高い移動度を有するデバイスの構築に成功した。これらのデバイスを用いて2Kの低温において界面に金属状態を形成することに成功した。さらに低温で超伝導の発現に期待すると同時に、エキゾチックペロブスカイトへ展開するだけの技術が完成された。

研究成果
(13件)

すべてその他

すべて文献書誌 (13件)

[文献書誌] K.Ueno, H.Takagi et al.: "Field-effect transistor on SrTiO_3 with sputtered Al203 gate insulator"APPL.PHYS.LETT.. 83(9). 1755-1757 (2003)
[文献書誌] K.Ueno, H.Takagi et al.: "Field-effect transistor on SrTiO_3 with sputtered Al203 gate insulator"APPL.PHYS.LETT.. 83(9). 1755-1757 (2003)
[文献書誌] Y.Kohsaka, T.Sasagawa, H.Takagi et al.: "Angle-resolved photoemission spectroscopy of (Ca,Na)_2CuO_2Cl_2 crystals : Fingerprints of a magnetic insulator in a heavily underdoped superconductor"J.PHYS.SOC.JPN.. 72(5). 1018-1021 (2003)
[文献書誌] Y.Kohsaka, T.Hanaguri, H.Takagi et al.: "STM/STS study on Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2 single crystals"PHYSICA C. 388. 283-284 (2003)
[文献書誌] F.Ronning, H.Takagi et al.: "Evolution of a metal to insulator transition in Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2 as seen by angle-resolved photoemission"PHYS.REV.B. 67(16). 165101 (2003)
[文献書誌] T.Sasagawa, H.Takagi et al.: "ARPES study on electronic evolution in Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2 2"PHYSICA C. 388. 307-308 (2003)
[文献書誌] Hawthorn DG, H.Takagi et al.: "Field-induced thermal metal-to-insulator transition in underdoped La_<2-x>Sr_xCuO_<4+δ> a"PHYS.REV.LETT.. 90(19). 197004 (2003)
[文献書誌] Nakamae S, H.Takagi, et al.: "Electronic ground state of heavily overdoped nonsuperconducting La_<2-x>Sr_xCuO_4"PHYS.REV.B. 68(10). 100502 (2003)
[文献書誌] M.Azuma, T.Sasagawa H.Takagi, et al.: "Single crystal growth of Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2 and related compounds at high pressures of several GPa"J LOW TEMP PHYS. 131(3-4). 671-679 (2003)
[文献書誌] H.Yamazaki, H.Takagi et al.: "Correlation between the superconducting and structural properties in MgB_2 thin films prepared by molecular-beam epitaxy"APPL.PHYS.LETT.. 83(18). 3740-3742 (2003)
[文献書誌] M.Kenzelmann, H.Takagi et al.: "Structure of end states for a haldane spin chain"PHYS.REV.LETT.. 90(8). 087202 (2003)
[文献書誌] K.Matsuno, H.Takagi et al.: "Charge ordering and spin frustration in AlV_<2-x>Cr_xO4"PHYS.REV.LETT.. 90(9). 096404 (2003)
[文献書誌] A.Koda, H.Takagi et al.: "Spin fluctuation in LiV_2O_4 studied by muon spin relaxation"PHYSICAL REVIEW B. 69(1). 012402 (2004)

2003 年度 実績報告書

強相関半導体のデバイス物理

研究代表者

高木 英典 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40187935)

研究成果

[文献書誌] K.Ueno, H.Takagi et al.: "Field-effect transistor on SrTiO_3 with sputtered Al203 gate insulator"APPL.PHYS.LETT.. 83(9). 1755-1757 (2003)

[文献書誌] K.Ueno, H.Takagi et al.: "Field-effect transistor on SrTiO_3 with sputtered Al203 gate insulator"APPL.PHYS.LETT.. 83(9). 1755-1757 (2003)

[文献書誌] Y.Kohsaka, T.Sasagawa, H.Takagi et al.: "Angle-resolved photoemission spectroscopy of (Ca,Na)_2CuO_2Cl_2 crystals : Fingerprints of a magnetic insulator in a heavily underdoped superconductor"J.PHYS.SOC.JPN.. 72(5). 1018-1021 (2003)

[文献書誌] Y.Kohsaka, T.Hanaguri, H.Takagi et al.: "STM/STS study on Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2 single crystals"PHYSICA C. 388. 283-284 (2003)

[文献書誌] F.Ronning, H.Takagi et al.: "Evolution of a metal to insulator transition in Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2 as seen by angle-resolved photoemission"PHYS.REV.B. 67(16). 165101 (2003)

[文献書誌] T.Sasagawa, H.Takagi et al.: "ARPES study on electronic evolution in Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2 2"PHYSICA C. 388. 307-308 (2003)

[文献書誌] Hawthorn DG, H.Takagi et al.: "Field-induced thermal metal-to-insulator transition in underdoped La_<2-x>Sr_xCuO_<4+δ> a"PHYS.REV.LETT.. 90(19). 197004 (2003)

[文献書誌] Nakamae S, H.Takagi, et al.: "Electronic ground state of heavily overdoped nonsuperconducting La_<2-x>Sr_xCuO_4"PHYS.REV.B. 68(10). 100502 (2003)

[文献書誌] M.Azuma, T.Sasagawa H.Takagi, et al.: "Single crystal growth of Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2 and related compounds at high pressures of several GPa"J LOW TEMP PHYS. 131(3-4). 671-679 (2003)

[文献書誌] H.Yamazaki, H.Takagi et al.: "Correlation between the superconducting and structural properties in MgB_2 thin films prepared by molecular-beam epitaxy"APPL.PHYS.LETT.. 83(18). 3740-3742 (2003)

[文献書誌] M.Kenzelmann, H.Takagi et al.: "Structure of end states for a haldane spin chain"PHYS.REV.LETT.. 90(8). 087202 (2003)

[文献書誌] K.Matsuno, H.Takagi et al.: "Charge ordering and spin frustration in AlV_<2-x>Cr_xO4"PHYS.REV.LETT.. 90(9). 096404 (2003)

[文献書誌] A.Koda, H.Takagi et al.: "Spin fluctuation in LiV_2O_4 studied by muon spin relaxation"PHYSICAL REVIEW B. 69(1). 012402 (2004)

2003 年度実績報告書

高木英典東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40187935)