| 研究課題/領域番号 |
21340091
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
HWANG HaroldY. 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 特任教授 (30361611)
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| 研究分担者 |
疋田 育之 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教 (50466827)
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| キーワード | 酸化物ヘテロ界面 / チタン酸ストロンチウム / パルスレーザ堆積法 / δドーピング / 高移動度二次元電子ガス / 二次元超伝導 |
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| 研究概要 |
本研究では、遷移金属酸化物ヘテロ構造を用いてメゾスコピック系の物理を探求する舞台として(1)高移動度を示すSrTiO_3を用いたδドープ構造と、(2)絶縁体同士からなるLaAlO_3/SrTiO_3高移動度伝導性界面を対象とする。δドープ構造では、半導体中の電子散乱を抑えた清浄な格子中を走る電子物性の本質に迫る。(2)については、AFM(原子問力顕微鏡)の探針に電圧印加することで、界面伝導性をナノメートルスケールで制御して極微小デバイス作製を試みる。昨年度達成したAFM短針に電圧を印加して、LaAlO_3/SrTiO_3界面の電気伝導特性を変調する技術をさらに微小な試料に適用した。予めHallバーの形状にリソグラフィを用いて定義した伝導パス(5μm四方)の狭い構造に対し、表面から電圧を印加したところ、界面伝導パス内のキャリア密度を再現性よく不揮発に制御することに成功した。変調できるキャリア密度は～10^<13>cm^<-2>と、通常のFETと同程度であることからスイッチング素子としての機能を十分有することを証明できた。
δドープSrTiO_3構造では、伝導層のキャリア密度を減少させたところ二次元的なシュブニコフ・ドハース振動が明瞭に観測された。極低温での超伝導臨界磁場の磁場方位依存性からメゾスコッピ系物理の重要なテーマの一つであるスピン軌道相互作用の大きさの評価を行った。さらに、スピン軌道相互作用がSrTiO_3よりも潜在的に大きいとされるKTaO_3の単結晶を還元して低温にて電気伝導を測定したところ、還元方法の違いによって低温輸送特性が、高移動度二次元系から反局在まで変化することを見出した。
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