2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of phase transition type high speed organic transistor and flexible information device application
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17H02760
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
工藤 一浩 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (10195456)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡田 悠悟 千葉大学, 先進科学センター, 特任助教 (50756062)
酒井 正俊 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (60332219)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 強相関電子系 / 金属－絶縁体転移 / 電荷秩序相 / 相転移型トランジスタ / BEDT-TTF / 有機電荷移動錯体 / ラミネーションコンタクト / 4端子FET測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
α-(BEDT-TTF)2I3の単結晶を電解成長し、良質な単結晶を選定したうえで、本研究で提案したラミネーションコンタクト電極を結晶の表面に貼り付けることによって電気的な接触を確保し4端子FET特性の測定を行った。バルクの金属－絶縁体相転移温度である140K 以下の温度域において閾電圧以上のゲート電圧を印加すると、急激なコンダクタンスの増大が観測された。このコンダクタンスの増大は、ゲート電圧の印加によって余剰キャリアが電荷秩序相に注入されたことによる、金属－絶縁体相転移に起因すると考えられる。このように、通常の半導体とは異なる新しい原理に基づいて動作する相転移型トランジスタの動作を実証した。また、より高温での相転移型トランジスタ動作を実現するために、新たな有機電荷秩序結晶の探索と結晶成長を行った。室温近傍で金属－絶縁体相転移を発現する電荷秩序材料の4端子導電率測定を行い、金属－絶縁体転移を観測した。
また、相転移型トランジスタ動作の原理を解明するために、パーコレーション理論に基づく金属－絶縁体相転移の理解と、強相関シミュレーションによる電子状態計算を行った。パーコレーション理論により、バルクの金属－絶縁体相転移をよく再現できることが明らかとなった。金属/絶縁体比率の偏りが生じることを仮定すると、ゲート電圧印加により誘起される金属相への相転移も、同じく理解できることが示された。一方、強相関シミュレーションにおいては、スーパーコンピュータのマシンタイムを申請して、やや大きな規模の900サイトの正方格子モデルにおいて、1/4-fillingのエネルギーと、そこから数個の電子を増減させたときのエネルギーの増減を計算した。数個の電子の増減に起因して有意なエネルギーの変化があることが示された。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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