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2010 Fiscal Year Annual Research Report

イオン液体による層状遷移金属化合物への高密度キャリア注入ー新奇二次元電子系の創製

Research Project

Project/Area Number 20740213
Research InstitutionCentral Research Institute of Electric Power Industry

Principal Investigator

小野 新平  (財)電力中央研究所, 材料科学研究所, 主任研究員 (30371298)

Keywords半導体物性 / 物性実験 / 強相関電子系 / イオン液体 / 有機電界効果トランジスタ / 電気二重層
Research Abstract

イオン液体電界質の電気二重層を利用して、様々な半導体材料に高密度キャリア注入を行った。特に層状遷移金属酸化物に関して、高密度キャリア注入を行うことで絶縁体状態から金属状態まで転移を行うことに成功し、本研究の主目標の達成を行う事ができた。
1,p型有機半導体 昨年度までに構築してきた知見を活かし、高い電荷移動度をもつ高品質ルブレン単結晶に関して、イオン液体により高密度キャリア注入を行ったところ、伝導度は36uSまで到達することが明らかにした。この値は、2次元の量子抵抗値に限りなく近く、半導体であった有機材料を金属状態近傍まで持って来る事に成功した。
2,n型有機材料 電子が移動する有機材料(n型)に関しても、有機FETを作製したところ、p型と同様にn型に関しても高密度キャリア注入ができることを明らかにした。n型の材料に関しては、最適なイオン液体の材料を選ぶ事で、従来よりも2桁高い電子移動度を実現できることを明らかにし、イオン液体を利用した、低電圧駆動が可能な有機論理回路の作製に成功した。
3,遷移金属酸化物 遷移金属酸化物であるニッケル系の酸化物に関して、電気二重層を利用して高密度キャリア注入を行ったところ、絶縁体であったニッケル系の材料が、金属へ転移することが明らかになった。また絶縁体状態から、金属状態へ変化した際の伝導度の変化は60000%と非常に大きく、On-Off比の高いデバイスを作る事に成功した。

  • Research Products

    (13 results)

All 2011 2010

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] High-performance n-type organic field-effect transistors with ionic liquid gates2010

    • Author(s)
      S.Ono, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 97 Pages: 143307-1-143307-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Small gap semiconducting organic charge-transfer interfaces2010

    • Author(s)
      M.Nakano, H.Alves, A.S.Molinari, S.Ono, N.Mider, A.F.Morpurgo
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 96 Pages: 232102-1-232102-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Appearance of Fluctuating Stripes at the Onset of Pseudogap in the High-Tc Superconductor Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>2010

    • Author(s)
      Raoul Shcherwitzl, Pavlo Zubko, I.Gutierrez Lezama, Shimpei Ono, Alberto F.Morpurgo, Gustau Catalan, Jean-Marc Triscone
    • Journal Title

      Nature

      Volume: 468 Pages: 677-680

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-temperature optical spectral weight and Fermi-liquid renormalization in Bi-based cuprate superconductors2010

    • Author(s)
      D.Nicoletti, O.Limaj, P.Calvani, G.Rohringer, A.Toschi, G.Sangiovanni, M.Capone, K.held, S.Ono, Yoichi Ando, S.Lupi
    • Journal Title

      Phys.Rev.Lett.

      Volume: 105 Pages: 077002-1-077002-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stability of exfoliated Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ> studied by Raman microscopy2010

    • Author(s)
      L.J.Sandilands, J.X.Shen, G.M.Chugunov, S.Y.F.Zhao, Shimpei Ono, Y.Ando, K.S.Burch
    • Journal Title

      Phys.Rev.B

      Volume: 82 Pages: 064503-1-064503-4

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ambipolar Electric Double Layer Transistors Using Organic Single Crystals2011

    • Author(s)
      Y.Yomogida, T.Takenobu, D.Wen, H.Shimotani, S.Ono, Y.Iwasa
    • Organizer
      Meeting of The American Physical Society
    • Place of Presentation
      アメリカ、テキサス
    • Year and Date
      2011-03-25
  • [Presentation] Electric-Field Control of the Metal-Insulator Transition in Nickelate Thin Films2011

    • Author(s)
      R.Scherwitzl, P.Zubko, I.Gutierrez-Lezama, S.Ono, A.Morpurgo, G.Catalan, J.-M.Triscone
    • Organizer
      Meeting of The American Physical Society
    • Place of Presentation
      アメリカ、テキサス
    • Year and Date
      2011-03-21
  • [Presentation] Fluctuating Stripes at the Onset of Pseudogap in the High-Tc Superconductor Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>2011

    • Author(s)
      C.Parker, P.Aynajian, E.H.Da Silva Neto, A.Pushp, S.Ono, J.Wen, Z.Xu, G.Gu, A.Yazdani
    • Organizer
      Meeting of The American Physical Society
    • Place of Presentation
      アメリカ、テキサス
    • Year and Date
      2011-03-21
  • [Presentation] イオン液体を用いた高性能有機電界効果トランジスタ2011

    • Author(s)
      小野新平, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo
    • Organizer
      イオン液体討論会
    • Place of Presentation
      鳥取大学
    • Year and Date
      2011-01-17
  • [Presentation] High-performance organic field-effect transistors with ionic liquid gates2010

    • Author(s)
      S.Ono, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo, J.Takeya
    • Organizer
      International meeting on molecular electronics
    • Place of Presentation
      フランス、Grenoble
    • Year and Date
      2010-12-07
  • [Presentation] High performance organic single crystal transistors2010

    • Author(s)
      S.Ono, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo, J.Takeya
    • Organizer
      Opening Symposium of QS2C Theory Forum
    • Place of Presentation
      理化学研究所
    • Year and Date
      2010-09-30
  • [Presentation] イオン液体を用いた高性能n型有機FET2010

    • Author(s)
      小野新平, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪府立大学
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] High-performance n-type organic field-effect transistors with ionic liquids2010

    • Author(s)
      S.Ono, N.Minder, Z.Chen, A.Facchetti, A.F.Morpurgo, J.Takeya
    • Organizer
      International Symposium on Organic Transistors and Functional Interfaces
    • Place of Presentation
      スイス、Les Diablerets(招待講演)
    • Year and Date
      2010-05-09

URL: 

Published: 2012-07-19  

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