透明酸化物の微細構造における量子物性の開拓

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20685013
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 大友 明 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10344722)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 電子・磁気デバイス / 量子エレクトロニクス / 二次元電子ガス / 量子ホール効果 / 超伝導 / 電界効果トランジスタ

研究概要

環境にやさしい透明酸化物半導体を用いてクリーンな二次元電子系を作りだし,電界効果超伝導スイッチングや分数量子ホール効果の観測に成功した.これらは量子化された複合粒子どうしの静電的な相互作用に基づく現象であり,革新的コンピュータの基盤となり得るものである.本研究で用いた材料は,従来の半導体に比べて電子間の相互作用が強い.本研究の延長にさらにエキゾチックな物性が発現することが期待される.

研究成果

• [雑誌論文] Observation of the fractional quantum Hall effect in an oxide (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Tsukazaki, A.Ohtomo(7番目)計8名
  • 雑誌名: Nat.Mater. 9 ページ: 889-893
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dimensionality-driven insulator-metal transition in A-site excess non-stoichiometric perovskites (2010)
  • 著者名/発表者名: Z.Wang, A.Ohtomo(5番目)計8名
  • 雑誌名: Nat.Commun. 1 ページ: 106-1,106-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogenation-induced surface polarity recognition and proton memory behavior at protic-ionic-liquid/oxide electric-double-layer interfaces (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Yuan, A.Ohtomo(4番目)計6名
  • 雑誌名: J.Am.Chem.Soc. 132 ページ: 6672-6678
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric field control of two-dimensional electrons in polymer-gated oxide semiconductor heterostructures (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Nakano, A.Ohtomo(3番目)計9名
  • 雑誌名: Adv.Mater. 22 ページ: 876-879
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitrogen doped Mg_xZn_1-xO/ZnO single heterostructure ultraviolet light-emitting diodes on ZnO substrates (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Nakahara, A.Ohtomo(15番目)計16名
  • 雑誌名: Appl.Phys.Lett. 97 ページ: 013501-1,013501-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial Structure of (001) and (111)-Oriented Perovskite Ferrate Films Grown by Pulsed-Laser Deposition (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Chakraverty, A.Ohtomo(2番目)計5名
  • 雑誌名: Cryst.Growth Des. 33 ページ: 157-160
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric-field-induced superconductivity in an insulator (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Ueno, A.Ohtomo(4番目)計9名
  • 雑誌名: Nat.Mater. 7 ページ: 855-858
  • 査読あり
• [学会発表] 酸化物界面の二次元伝導(招待) (2010)
  • 著者名/発表者名: 大友明
  • 学会等名: 第4回稲盛フロンティア研究講演会-ナノエレクトロニクス・デバイスの新潮-
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2010-06-11
• [学会発表] ZnOヘテロ接合の表面・界面制御と量子伝導(招待) (2009)
  • 著者名/発表者名: 大友明, 塚崎敦, 川崎雅司
  • 学会等名: 第29 回表面科学学術講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20091027-20091029
• [学会発表] High-mobility electron transport at polar oxide heterointerfaces (invited) (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Ohtomo
  • 学会等名: 15th International Conference on Molecular Beam Epitaxy (MBE2008)
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 20080803-20080808
• [学会発表] 透明酸化物エレクトロニクスの実現に向けて(招待) (2008)
  • 著者名/発表者名: 大友明
  • 学会等名: 社団法人未踏科学技術協会特別講演会材料イノベーションシリーズ第6回「伝導性透明酸化物」-世界をリードする透明導電膜の国内2大研究拠点から-
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-29
• [学会発表] High-mobility electron gas at polar oxide heterointerfaces (invited) (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Ohtomo
  • 学会等名: Sir Martin Wood Prize Winner Lecture 2007 at University of Cambridge
  • 発表場所: Cambridge, UK
  • 年月日: 2008-06-20
• [図書] Frontiers in Materials Research (edited by Y.Fujikawa, K.Nakajima and T.Sakurai)(Advances in Materials Research) (2008)
  • 著者名/発表者名: A.Tsukazaki, A.Ohtomo, M.Kawasaki, Springer-Verlag
  • 総ページ数: 77-86
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.apc.titech.ac.jp/~aohtomo/index.html6
• [産業財産権] ZnO系半導体素子 (2009)
  • 発明者名: 中原健, 川崎雅司, 大友明, 塚崎敦
  • 権利者名: ローム(株),東北大学
  • 公開番号: 特許,特開2009-130133
  • 出願年月日: 2009-06-11
• [産業財産権] チタン酸ストロンチウム薄膜の製造方法 (2009)
  • 発明者名: 川崎雅司, 大友明, 奥出正樹, 木太拓志
  • 権利者名: 東北大学,トヨタ自動車
  • 公開番号: 特許,特開2009-256768
  • 出願年月日: 2009-11-05
• [産業財産権] ZnO系半導体素子 (2009)
  • 発明者名: 中原健, 湯地洋行, 川崎雅司, 大友明, 塚崎敦, 福村知昭, 中野匡規
  • 権利者名: ローム(株),東北大学
  • 産業財産権番号: 特許,特許4362635
  • 取得年月日: 2009-08-28