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2006 年度 研究成果報告書概要

モット半導体物理の構築

研究課題

研究課題/領域番号 16204023
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 花栗 哲郎  理化学研究所, 高木磁性研究室, 先任研究員 (40251326)
HAROLD Y. Hwang  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教授 (30361611)
笹川 崇男  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助手 (30332597)
研究期間 (年度) 2004 – 2006
キーワード強相関半導体 / 不純物状態 / 界面 / ナノ電子相 / 高温超伝導 / サーミスター / 抵抗メモリー効果
研究概要

本研究課題では、強相関エレクトロニクスヘの展開を念頭に置き、モット絶縁体における半導体物理を構築することを目的とした。具体的にはモット絶縁体中の不純物状態、界面障壁、トランジスタ動作の研究を進め、それらが通常の半導体物理からどのような修正を受けるのかということについて実験的検証を進めた。その結果、以下のような成果を得ることに成功した。
1.STM/STSを用いた実空間局所電子状態観察を行い、強相関系特有の磁気・軌道臨界状態にある遷移金属酸化物Sr_3Ru_2O_7を対象として不純物状態および界面状態の考察を進めた。意図的に導入したMn不純物の影響の長さスケールが数nmに及ぶことや表面での電子再構成・強磁性臨界性に由来する低エネルギーでの電子状態密度の異常を発見した。
2.有機ゲート薄膜を用いた酸化物トランジスタの構築を考案し、そのペロブスカイト酸化物SrTiO_3への適用を試みた。その結果、低温で世界初の電界誘起金属-絶縁体転移を実現し、その状態において1000cm^2/Vsを凌駕する移動度を達成した。また、磁気抵抗の異方性の評価からSrTiO_3界面において厚さ数nm程度の二次元金属層が生じていることを明らかにした。
3.遷移金属酸化物の抵抗変化メモリ効果がNiOやCuOなどの単純な二元系遷移金属酸化物で普遍的に観測されることを見出した。そして、平面型素子の作製、その表面状態の直接観察や電圧電流特性の系統的な評価から、抵抗スイッチングが酸化物バルク領域の伝導フィラメント形成に由来していること、伝導フィラメント-金属電極界面における障壁がメモリ評価を生じていることを実験的に明らかにした。

  • 研究成果

    (47件)

すべて 2007 2006 2005 2004 2000

すべて 雑誌論文 (47件)

  • [雑誌論文] An Intrinsic Bond-centered Electronic Glass with Unidirectional Domains in Underdoped Cuprates2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Kohsaka
    • 雑誌名

      Science 315

      ページ: 1380-1385

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Phase-Change Magnetic Memory Effect in Cation-Deficient Iron Sulfide Fe_<1-x>S2006

    • 著者名/発表者名
      T.Takayama
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 88・1

      ページ: 012512

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Correlated Metallic Phase in a Doped Insulator Sr_<1-x>Rh_2O_42006

    • 著者名/発表者名
      Y.Okamoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 75・2

      ページ: 023704

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Watery Superconductivity in Misfit-layer Sulfides2006

    • 著者名/発表者名
      N.Katayama
    • 雑誌名

      Physica C 445-448

      ページ: 35-38

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Low Temperature Metallic State Induced by Electrostatic Carrier Doping of SrTiO_32006

    • 著者名/発表者名
      H.Nakamura
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 89・13

      ページ: 133504

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Enhancement of Superconductivity and Evidence of Structural Instability in Intercalated Graphite CaC_6 under High Pressure2006

    • 著者名/発表者名
      A.Gauzzi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 98・6

      ページ: 067002

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Phase-Change Magnetic Memory Effect in Cation-Deficient Iron Sulfide Fe_<1-x>S2006

    • 著者名/発表者名
      T.Takayama
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 88-1

      ページ: 012512

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Correlated Metallic Phase in a Doped Insulator Sr_<1-x>Rh_2O_42006

    • 著者名/発表者名
      Y.Okamoto
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 75-2

      ページ: 023704

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Low Temperature Metallic State Induced by Electrostatic Carrier Doping of SrTiO_32006

    • 著者名/発表者名
      H.Nakamura
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 89

      ページ: 133504

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Enhancement of Superconductivity and Evidence of Structural Instability in Intercalated Graphite CaC_6 under High Pressure2006

    • 著者名/発表者名
      A.Gauzzi
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 98-6

      ページ: 067002

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Missing Quasiparticles and the Chemical Potential Puzzle in the Doping Evolution of the Cuprate Superconductors2005

    • 著者名/発表者名
      K.Shen
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 93・26

      ページ: 267002

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Nodal Quasiparticles and Antinodal Charge Ordering in Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_22005

    • 著者名/発表者名
      K.Shen
    • 雑誌名

      Science 307

      ページ: 901-904

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Magnetic-Field Induced Transition to the 1/2 Magnetization Plateau State in the Geometrically Frustrated Magnet CdCr_2O_42005

    • 著者名/発表者名
      H.Ueda
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 94・4

      ページ: 047202

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Enhanced Superconducting Transition Temperature in the Water-Intercalated Sulfides2005

    • 著者名/発表者名
      N.Katayama
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 74・3

      ページ: 851-854

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Effects of Uniaxial Pressure in Cuprate Ladder Compound2005

    • 著者名/発表者名
      H.Hori
    • 雑誌名

      Physica B 359-361

      ページ: 1252-1254

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Uniaxial Pressure Effect in Electron-Doped High-Temperature Superconductor Nd_<1.84>Ce_<0.16>CuO_42005

    • 著者名/発表者名
      Y.Kaga
    • 雑誌名

      Physica B 359-361

      ページ: 442-444

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Control of Stripes/Superconductivity Competition in (La, Eu, Sr)_2CuO_4 Crystals Using Uniaxial Pressure2005

    • 著者名/発表者名
      T.Sasagwa
    • 雑誌名

      Physica B 359-361

      ページ: 436-438

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Impurity-induced Transition to a Mott Insulator in Sr_3Ru_2O_72005

    • 著者名/発表者名
      R.Mathieu
    • 雑誌名

      Physical Review B 72・9

      ページ: 092404

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Oxygen Isotope Effect on Electron Dynamics in Bi_2Sr_2CaCu_2O_Y : Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      T.Sasagawa
    • 雑誌名

      Physica C 426-431

      ページ: 436-440

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Oxygen Isotope Effect on Charge/Spin Stripes in La_<1.8-x>Eu_<0.2>Sr_xCuO_42005

    • 著者名/発表者名
      Suryadijaya
    • 雑誌名

      Physica C 426-431

      ページ: 402-406

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Collapse of Coherent Quasiparticle States in θ-(BEDT-TTF)_2I_3 Observed by Optical Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      K.Takenaka
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 95・22

      ページ: 227801

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Giant Negative Thermal Expansion in Ge-doped Anti-perovskite Manganese Nitrides2005

    • 著者名/発表者名
      K.Takenaka
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 87・26

      ページ: 261902

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Missing Quasiparticles and the Chemical Potential Puzzle in the Doping Evolution of the Cuprate Superconductors2005

    • 著者名/発表者名
      K.Shen
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 93-26

      ページ: 267002

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Collapse of Coherent Quasiparticle States in -(BEDT-TTF)_2I_3 Observed by Optical Spectroscopy2005

    • 著者名/発表者名
      K.Takenaka
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 95-22

      ページ: 227801

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Giant Negative Thermal Expansion in Ge-doped Anti-perovskite Manganese Nitrides2005

    • 著者名/発表者名
      K.Takenaka
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 87-26

      ページ: 261902

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Field-Effect Transistor Based on KTaO3 Perovskite2004

    • 著者名/発表者名
      K.Ueno
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 84・19

      ページ: 3726-3728

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Gigantic Anisotropic Uniaxial Pressure effect on Superconductivity within the CuO_2 Plane of La_<1.64>Eu_<0.2>Sr_<0.16>CuO_42004

    • 著者名/発表者名
      N.Takesita
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73・5

      ページ: 1123-1126

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] An Unusual Isotope Effect in a High-Temperature Superconductor2004

    • 著者名/発表者名
      G.H.Gweon
    • 雑誌名

      Nature 430

      ページ: 187

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] A 'Checkerboard' Electronic Crystal State in Lightly Hole-doped Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_22004

    • 著者名/発表者名
      T.Hanaguri
    • 雑誌名

      Nature 430

      ページ: 1001-1005

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Imaging Nanoscale Electronic Inhomogeneity in the Lightly Doped Mott Insulator Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_22004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kohsaka
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 93・9

      ページ: 097004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] STM/STS Study of Metal-to-Mott-insulator Transitions2004

    • 著者名/発表者名
      T.Hanaguri
    • 雑誌名

      Physica C 408-410

      ページ: 328-329

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Raman Study of the Metal-Insulator Transition in Pyrochlore Mo Oxides2004

    • 著者名/発表者名
      K.Taniguchi
    • 雑誌名

      Physical Review B 70・10

      ページ: 100401

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Evolution of Local Electronic States from a Metal to a Correlated Insulator in a NiS_<2-x>Se_x Solid Solution2004

    • 著者名/発表者名
      K.Iwaya
    • 雑誌名

      Physical Review B 70・16

      ページ: 161103

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Charge Dynamics of Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2 as a Correlated Electron System with the Ideal Tetragonal Lattice2004

    • 著者名/発表者名
      K.Waku
    • 雑誌名

      Physical Review B 70・13

      ページ: 134501

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Field-Effect Transistor Based on KTaO_3 Perovskite2004

    • 著者名/発表者名
      K.Ueno
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 84-19

      ページ: 3726-3728

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Gigantic Anisotropic Uniaxial Pressure Effect on superconductivity within the CuO_2 Plane of La_<1.64>EU_<0.2>Sr_<0.16>CuO_42004

    • 著者名/発表者名
      N.Takeshita
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 73-5

      ページ: 1123-1126

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] An Unusual Isotope Effect in a High-Transition-Temperature Superconductor2004

    • 著者名/発表者名
      G.Gweon
    • 雑誌名

      Nature 430

      ページ: 187-190

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Imaging Nanoscale Electronic Inhomogeneity in the Lightly Doped Mott Insulator Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_22004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kohsaka
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 93-9

      ページ: 097004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] STM/STS Study of Metal-to-Mott-insulator Transitions2004

    • 著者名/発表者名
      T.Hanaguri
    • 雑誌名

      Physica C 408-10

      ページ: 328-329

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Raman Study of the Metal-Insulator Transition in Pyrochlore Mo Oxides2004

    • 著者名/発表者名
      K.Taniguchi
    • 雑誌名

      Physical Review B 70-10

      ページ: 100401

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Evolution of Local Electronic States from a Metal to a Correlated Insulator in a NiS_<2-x>Se_x Solid Solution2004

    • 著者名/発表者名
      K.Iwaya
    • 雑誌名

      Physical Review B 70-16

      ページ: 161103

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Charge Dynamics of Ca_<2-x>Na_xCuO_2Cl_2 as a Correlated Electron System with the Ideal Tetragonal Lattice2004

    • 著者名/発表者名
      K.Waku
    • 雑誌名

      Physical Review B 70-13

      ページ: 134501

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Magnetic-Field Induced Transition to the 1/2 Magnetization Plateau State in the Geometrically Frustrated Magnet CdCr_2O_42000

    • 著者名/発表者名
      H.Ueda
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 94-4

      ページ: 047202

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Enhanced Superconducting Transition Temperature in the Water-Intercalated Sulfides2000

    • 著者名/発表者名
      N.Katayama
    • 雑誌名

      Journal of the Physical Society of Japan 74-3

      ページ: 851-854

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Control of Stripes/Superconductivity Competition in (La, Eu, Sr)_2CuO_4 Crystals Using Uniaxial Pressure2000

    • 著者名/発表者名
      T.Sasagawa
    • 雑誌名

      Physica B 359-361

      ページ: 436-438

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Impurity-induced Transition to a Mott Insulator in Sr_3Ru_2O_72000

    • 著者名/発表者名
      R.Mathieu
    • 雑誌名

      Physical Review B 72-9

      ページ: 092404

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Oxygen Isotope Effect on Electron Dynamics in Bi_2Sr_2CaCu_2O_y : Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy2000

    • 著者名/発表者名
      T.Sasagawa
    • 雑誌名

      Physica C 426-431

      ページ: 436-440

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2008-05-27  

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