超強電界を利用した電子物性制御

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23684031
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物性Ⅱ
• 研究機関: 一般財団法人電力中央研究所
• 研究代表者: 小野 新平 一般財団法人電力中央研究所, 材料科学研究所, 主任研究員 (30371298)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 半導体物性 / 物性実験 / 強相関電子系

研究概要

物質の電子状態を制御する手法として、イオン液体などの電解質の電気二重層及び原子層堆積法による極薄薄膜の作り出す超高電界を利用した電界効果トランジスタ構造を用いることで、多様な材料に関して界面に高密度電荷注入を行った。これらの手法を用いることで、電界効果の研究対象が、従来の半導体、絶縁体だけでなく、金属にも適用できることを明らかにした。また、電界効果を行うことで、電界誘起金属―絶縁体転移、電界誘起強磁性―常磁性転移など、材料の状態を電圧で制御することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] High performance organic field-effect transistors with ultra-thin HfO2 gate insulator deposited directly onto the organic semiconductor (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ono, R. Hausermann, D. Chiba, K. Shimamura, T. Ono, and B. Batlogg
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 104 ページ: 013307-1–013307-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric-field assisted depinning and nucleation of magnetic domain walls in FePt/Al2O3/liquid gate structures (2014)
  • 著者名/発表者名: L. Herrera Diez, A. Bernard-Mantel, L. Vila, P. Warin, A. Marty, S. Ono, D. Givord, and L. Ranno
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 104 ページ: 082413-1–082413-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gate Control of Electronic Phases in a Quarter-Filled Manganite (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Hatano, Y. Ogimoto, N. Ogawa, M. Nakano, S. Ono, Y. Tomioka, K. Miyano, Y. Iwasa
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 3 ページ: 0294-1–0294-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical control of Curie Temperature in cobalt using an ionic liquid film (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Shimamura, D. Chiba, S. Ono, S. Fukami, N, Ishiwata, M, Kawaguchi, K. Kobayashi, and T, Ono
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 100 ページ: 122402-1–122402-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electric Field Effect on Magnetization of an Fe Ultrathin Film (2012)
  • 著者名/発表者名: Masashi Kawaguchi, Kazutoshi Shimamura, Shimpei Ono, Shunsuke Fukami, Fumihiro Matsukura, Hideo Ohno, Daichi Chiba, and Teruo Ono
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 5 ページ: 063007-1–063007-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective bulk carrier delocalization driven by electrostatic surface charge accumulation (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Nakano, K. Shibuya, D. Okuyama, T. Hatano, S. Ono, M. Kawasaki, Y. Iwasa, and Y. Tokura
  • 雑誌名: Nature 巻: 487 ページ: 459–462
  • 査読あり
• [雑誌論文] Band-Like Electron Transport in Organic Transistors and Implication of the Molecular Structure for Performance Optimization (2012)
  • 著者名/発表者名: Nikolas A. Minder, Shimpei Ono, Zhihua Chen, Antonio Facchetti, and Alberto F. Morpurgo
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 24 ページ: 503-508
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optically pumped amplified spontaneous emission in an ionic liquid-based polymer light-emitting electrochemical cell (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomo Sakanoue, Kosuke Sawabe, Yohei Yomogida, Taishi Takenobu, Shiro Seki, and Shimpei Ono
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 100 ページ: 263301-1–263301-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ambipolar organic single-crystal transistors based on ion gels (2012)
  • 著者名/発表者名: Yohei Yomogida, Jiang Pu, Hidekazu Shimotani, Shimpei Ono, Shu Hotta, Yoshihiro Iwasa, and Taishi Takenobu
  • 雑誌名: Advanced Materials 巻: 24 ページ: 4392–4397
  • 査読あり
• [学会発表] High-performance OFETs with ultra thin gate insulator (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ono, R. Hausermann, K. Shimamura, D. Chiba, B. Batlogg, T. Ono
  • 学会等名: Materials Research Society Spring Meeting
  • 発表場所: サンフランシスコ
  • 年月日: 2014-04-13
• [学会発表] 高輝度電気化学発光セルの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小野新平、三輪一元、坂上知
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 日東海大学
  • 年月日: 2014-03-29
• [学会発表] Surface orientation dependence of an electric field induced superconductivity in SrTiO_3 (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimpei Ono
  • 学会等名: International workshop on strongly disordered superconductors & the superconductor-insulator transition
  • 発表場所: Villard-de-Lans,フランス)
  • 年月日: 2014-02-14
  • 招待講演
• [学会発表] イオン液体を用いた新しいエレクトロニクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 小野新平
  • 学会等名: 先端膜工学研究推進機構秋季講演会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2013-09-10
  • 招待講演
• [学会発表] High performance organic field effect transistors using ionic liquids (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimpei Ono
  • 学会等名: The Fourth International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and related Nanotechnologies
  • 発表場所: 石川県立音楽堂
  • 年月日: 2013-06-19
  • 招待講演
• [学会発表] イオンを使った新規エレクトロニクスの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小野新平
  • 学会等名: 第4回産研ナノテクセンター若手セミナー「エネルギー変換・ナノデバイスの最前線」
  • 発表場所: 大阪ホテルコスモスクェア・国際交流センター
  • 年月日: 2013-02-27
  • 招待講演
• [学会発表] イオン液体を用いた電気化学発光セルの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野新平、坂上知、関志朗、竹延大志
  • 学会等名: 第3回イオン液体討論会
  • 発表場所: 沖縄県男女共同参画センター
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] New functionality using ionic liquids (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ono, Y. Takeyama, Y. Matsumoto
  • 学会等名: International Workshop on Electric Double Layer Transistors
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] High-performance organic field-effect transistors with ultra-thin gate insulators (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ono, R. Hausermann, K. Shimamura, D. Chiba, B. Batlogg, T. Ono
  • 学会等名: International Conference on Flexible and Printed Electronics
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] 強電界を利用した有機電界効果トランジスタ (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野新平、島村一利、Roger Hausermann、Bertram Batlogg、千葉大地、小野輝男、坂上知、竹延大志
  • 学会等名: 固体材料における電界効果の物理と応用の進展—第三回若手ワークショップ
  • 発表場所: 仙台メデイアテーク
  • 年月日: 2012-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] 薄絶縁膜を用いた有機電界効果トランジスタ (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野新平、島村一利、Roger Hausermann、Bertram Batlogg、千葉大地、小野輝男
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] イオン液体の作り出す超強電界を利用した電子物性制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小野新平、R. Scherwitzl, P. Zebko, I. Gutierrez-Lezama, A. Morpurgo, Jean-Marc Triscone, 関志朗
  • 学会等名: 第2回イオン液体討論会
  • 発表場所: キャンパスプラザ京都
  • 年月日: 2011-12-16
• [学会発表] High-performance OFETs with ultra-thin gate insulators (2011)
  • 著者名/発表者名: S, Ono
  • 学会等名: Chemistry and Physics of Organic Semiconductors
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2011-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] High-performance organic field-effect transistors with ionic liquid gates (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ono, N. Minder, Z. Chen, A. Facchetti, A.F. Morpurgo, J. Takeya
  • 学会等名: International Conference on Materials for Advanced Technologies
  • 発表場所: シンガポール
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] High-performance organic field-effect transistors with ionic liquids (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ono, N. Minder, Z. Chen, A. Facchetti, A.F. Morpurgo, J. Takeya
  • 学会等名: Materials Research Society Spring meeting
  • 発表場所: アメリカ・サンフランシスコ
  • 年月日: 2011-04-29
• [産業財産権] イオン性素子および電子機器 (2013)
  • 発明者名: 小野新平、マッシモ モンジーロ
  • 権利者名: 電力中央研究所
  • 産業財産権種類: 国内出願
  • 産業財産権番号: 特願2013-056988
  • 出願年月日: 2013-03-19
  • 外国
• [産業財産権] 有機レーザーの製造方法および有機レーザー (2013)
  • 発明者名: 小野新平、坂上知
  • 権利者名: 電力中央研究所
  • 産業財産権種類: 国内出願
  • 産業財産権番号: 特願2013-035099
  • 出願年月日: 2013-02-25
  • 外国
• [産業財産権] 電界効果トランジスタ、電界効果トランジスタの製造方法、中間体及び第2中間体 (2012)
  • 発明者名: 小野新平、竹谷純一、関志朗
  • 権利者名: 電力中央研究所、JST
  • 産業財産権種類: 米国
  • 産業財産権番号: US 8,203,138,B2
  • 取得年月日: 2012-06-19
  • 外国