研究課題
固体材料において、外的散乱の影響が小さい特別な場合には、電子・電子散乱が優勢となり、電子の伝導はその集団運動が支配する特異なものとなる。このよ うな電子の状態は「電子流体」（Electron fluid）と呼ばれる。研究代表者らは、初めてシリコンMOS（SiO2/Si界面）２次元電子系において、また、これまでは 欠点であった重い有効質量というシリコンの特性を生かして初めてナノスケール（～100nm）で電子流体効果（ベルヌーイの原理に基づくポンプ効果）を観測した。本課題は上記コンセプトのもと集積回路技術の革新を目指し、「電子流体の情報処理応用」という新たな学術分野を、シリコンMOSテクノロジーを基盤として 開拓するものである。昨年度にデバイス試作を完了し、MOSトランジスタ等の基本特性を取得、 試作プロセスに大きな問題がないことを確認したことを受け、低温下にて詳細計測を行った。第一に、エネルギー散逸機構解明のために、ナノMOSトランジスタを電子温度計として利用する手法を考案し、電子温度の計測、および電子系のエネルギー散逸機能の解明を行った。その結果、電子温度が５０Kを超えるとエネルギー散逸が急激に増加することを見出し、これがバレー間散乱フォノンの放出によるものであることを明らかにした。同時にコンダクタンスも計測し、フォノン放出に同期して特異なコンダクタンス増加を観測した。またこれが電子流体効果に起因するものであることを示した。第二に、電子・正孔２層系において、ドラッグ効果を１０Ｋにて観測し、これがクーロン相互作用（クーロン・ドラッグ）に起因することを明らかにした。またＧａＡｓなどの他の材料に比べて、大きなクーロン・ドラッグ効果があることが見いだされた。これにり、電子・正孔二層系における新たな流体効果発現の可能性が示された。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
静岡大学 小野・堀研究室ホームページhttps://wwp.shizuoka.ac.jp/nano/
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RSC Advances
巻: 13 ページ: 11525-11529
10.1039/d3ra01323e
Communications Physics
巻: 6 ページ: -
10.1038/s42005-023-01428-1
