| 研究概要 |
本年度は、(1)強相関酸化物中の酸素欠陥の電界移動現象の解明と(2)電場による強相関酸化物の輸送特性制御に関して以下のような成果が得られた。
(1)強相関酸化物中の酸素欠陥の電界移動現象
強相関酸化物接合で発現する抵抗スイッチング現象の発現機構である酸素欠損の電界移動現象に関する知見を得ることを目的に、抵抗スイッチング特性の接合サイズ依存性と、EELSによる強相関酸化物中の遷移金属の価数の空間変化を測定することで、電圧印加による接合界面での酸素欠陥の空間分布の変化を評価した。Pt電極とNbドープSrTiO3からなる接合素子の低抵抗および高抵抗状態の抵抗値の接合サイズ依存性の測定から、抵抗値は接合面積よりも接合の周長に依存していることが分かり、酸素欠陥または酸素イオンの電界移動現象は接合の端部で発現している可能性を見出した。また、EELSによる遷移金属の価数の測定から、PtとNb-SrTiO3の接合界面で酸素欠陥量が最も多く、界面から離れるにしたがって少なくなる傾向が見られた。今後、接合界面近傍の酸素欠陥量の印加電圧依存性等を評価し、酸素欠損の電界移動現象の詳細を解明して行く予定である。
(2)電場による強相関酸化物の輸送特性制御
強相関酸化物(Nd,Sm)NiO3をチャンネル、イオン液体をゲート絶縁層に用いた電気二重層トランジスタを作製し、室温で(Nd,Sm)NiO3の輸送特性の電界制御を試みた。290Kにおいて、(Nd,Sm)NiO3のキャリアであるホールを蓄積する方向にゲート電圧を印加することで、(Nd,Sm)NiO3の抵抗は1/4以下に低下させることに成功した。また、電子を蓄積する方向にゲート電圧を印加すると抵抗が約5桁大きくなり、ゲート電圧をゼロに戻しても抵抗変化が保持される不揮発な抵抗変化が発現することを見出した。
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