| 研究課題/領域番号 |
16H05981
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
塩貝 純一 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (30734066)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 層状物質 / 電気化学反応 / 電気二重層トランジスタ |
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| 研究実績の概要 |
電気二重層トランジスタ構造を用いたエッチング法の適用により、原子層単層レベルの極薄膜化を実現することで、極薄膜状態で初めて実現する新奇物性を開拓する。これまでセレン化鉄の高温超伝導に対して確立したエッチング法は、破壊的手法ではあるが、系統的な膜厚依存性を一つの試料で調べることができる利点がある。本研究では、その普遍性と汎用性を実証するとともに、薄膜界面物性研究の新規分野の開拓を目指す。
本研究課題初年度は、1.セレン化鉄の極薄膜特有の高温超伝導のより深い理解を目指した実験、2. エッチング法の様々な層状物質への適用を目的とした薄膜成長、3.電気伝導特性評価装置の立ち上げに取り組んだ。1のセレン化鉄における実験では、セレン化鉄電気二重層トランジスタを作製し、膜厚依存性・酸化物基板依存性・ゲート電圧依存性を調べることで、極薄膜状態での40K級の高温超伝導の起源が電荷蓄積にあることを突き止めた。2の層状物質の薄膜成長では、パルスレーザー堆積法や分子線エピタキシー法による薄膜成長とx線回折による構造評価を行い、薄膜成長条件の最適化を行った。3の電気伝導特性評価装置の立ち上げでは、試料温度可変の強磁場中電気測定装置の立ち上げを完了した。以上により、様々な薄膜の高品質薄膜の作製から、これらをチャネル材料とした電気二重層トランジスタの電気抵抗測定による物性評価まで、滞りなく実験が行える環境が整った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
セレン化鉄極薄膜における高温超伝導の理解が進み、40Kの超伝導転移温度の起源を明らかにできた。また、当初の計画通り、新物質の合成にも取り組んでおり、おおむね順調にすすんでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度までに取り組んできた層状物質薄膜の成長に関して、さらなる高品質化に取り組み、得られた薄膜は直ちに電気二重層トランジスタに加工し、電気化学エッチングによって薄膜化して物性評価に取り組む。
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