強相関電子系の電界効果とモットFETのプロトタイプ開発

2017 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15H02113
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 井上 公 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (00356502)
• 研究分担者: 富岡 泰秀 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (60357572) ; 白川 直樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究部門付 (60357241) ; 山田 浩之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (00415762) ; 押川 正毅 東京大学, 物性研究所, 教授 (50262043) ; 渋谷 圭介 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (00564949) ; 岡 隆史 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 客員研究員 (50421847)
• 研究協力者: SCHULMAN Alejandro ; 鬼頭 愛 ; STOLIAR Pablo ; ROZENBERG Marcelo ; YE Justin ; 岡 隆史 ; SHARONI Amos
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: チタン酸ストロンチウム / 電界効果トランジスタ / ホール効果 / 近藤効果 / 強誘電 / 超伝導 / 人工ニューロン / 人工シナプス

研究成果の概要

HfO2(20nm)/パリレン(6nm)の積層膜をゲートに用いてモットトランジスタの作製に成功したが、スイッチング速度が異常に遅かった。しかし「遅い素子」は脳型回路研究で重要であることを知り、SrTiO3 (STO)のFETで人工ニューロンとシナプスの作製を試みたところ、脳型回路研究に新分野を切り開く新概念素子が作製できた。低温でSTOの誘電率は急増するが強誘電転移は起きない。STO FETには低温で２種類のキャリアが現れ、ホール効果の異常と近藤効果が同時出現する。酸素同位体置換でSTOは強誘電体になるが、金属状態だと転移せず超伝導転移温度が上昇する。強誘電と物性の関係をさらに研究中である。

自由記述の分野

物性物理学