研究課題
このプロジェクトにおいて、我々は単結晶SrTiO3を利用した酸化物電界効果トランジスター(FET)を発展させてきた。電界効果は原則として酸化物ヘテロ構造中のキャリア濃度を連続的、可逆的に変調させて、電子状態相転移の制御を行うために用いることが可能であるが、一方でいくつかの障害も存在することが分かった。そこで我々はFETのチャネル領域内の最大電荷濃度を抑制しているいくつかの間題に着目した。この問題は主に以下のものが挙げられる。トップゲート型FETにおける絶縁体内部への電荷蓄積、酸化物界面での固定電荷の存在、そして高濃度の2次元的に分布したキャリアから低濃度の3次元的に拡散した伝導層への変遷である。これまで我々は、捕獲電荷が恒常的にワイドギャップ酸化物絶縁体界面で発生することを観測してきた。また高電界下では界面において化学反応が発生し、それに起因した抵抗スイッチング現象なども見られた。準2次元的にキャリアを閉じ込めた系を作製したい場合は、酸化物基板側へのキャリア濃度分布の拡散を抑制する適当な緩衝層を挿み、適正な物性を有する薄膜をチャネル層として形成すればよい。この例として、SrTiO3基板表面をSrO層にした場合である。これはペロブスカイト構造の酸化物中に異なる層であるラドルッセン・ポッパー相のようなキャリアの障壁として機能させる岩塩構造層を効果的に挿入することが可能となり、チャネル層を基板のバルクと共存させないような働きを有する。
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