2016 Fiscal Year Annual Research Report
Quantum functionalities and device applications of two-dimensional electron system at oxide interfaceshy
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24226002
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
川崎 雅司 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90211862)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | 表面・界面物性 / 量子伝導 / 強誘電体 / 超伝導材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、酸化物分極界面に蓄積される二次元電子を制御し、新たな量子伝導機能を開拓することを目的としている。
(1)強誘電体・イオン液体界面に多量の電子を蓄積することにより、強誘電体をチャネル材料とした新しいトランジスタ動作を実証した。BaTiO3単結晶・薄膜に加えて、構造相転移による絶縁化が抑えられるPbTiO3薄膜についてもトランジスタの動作に成功し、強誘電絶縁体を低温まで金属化することに成功した。また、電界による新しい伝導機能の発現を目指して、EuTiO3やWO3等の関連構造の電気二重層トランジスタの動作にも成功した。基板歪みに依存した伝導状態の違いも見えており、今後分極構造の制御による伝導状態の変化を実証する。
(2)超高品質酸化亜鉛の分極界面に少量の電子を蓄積することにより、100万cm2/Vsの移動度を達成し、ν=3/2という新しい偶数分母分数量子ホール状態を観測することに成功した。本系の量子散乱時間はヒ化ガリウム系二次元電子ガスを超えるほどに到達し、この更なる向上を目指して様々な分極構造をもつ酸化亜鉛ヘテロ界面試料を作製した。量子散乱時間と輸送散乱時間の変化を比較することにより、本系の更なる品質向上に必要な要素を同定した。偶数分母分数量子ホール状態については、アンチドット構造における整合性振動の周期から、スピン偏極した複合粒子の形成を示唆する結果が得られた。エアギャップトランジスタや超伝導接合の作製等の基盤技術の確立により、今後更なる解明を進める。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Magnetochiral nonreciprocity of volume spin wave propagation in chiral-lattice ferromagnets2016
Author(s)
S. Seki, Y. Okamura, K. Kondou, K. Shibata, M. Kubota, R. Takagi, F. Kagawa, M. Kawasaki, G. Tatara, Y. Otani, Y. Tokura
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 93
Pages: 235131-1-9
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Direct observation of anisotropic magnetic field response of the spin helix in FeGe thin films2016
Author(s)
N. Kanazawa, J. S. White, H. M. Ronnow, C. D. Dewhurst, Y. Fujishiro, A. Tsukazaki, Y. Kozuka, M. Kawasaki, M. Ichikawa, F. Kagawa, Y. Tokura
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Journal Title
Phys. Rev. B
Volume: 94
Pages: 184432-1-7
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Cd3As2薄膜における量子ホール効果の観測2017
Author(s)
打田 正輝, 中澤 佑介, 西早 辰一, 秋葉 和人, M. Kriener, 小塚 裕介, 三宅 厚志, 田口 康二郎, 徳永 将史, 永長 直人, 十倉 好紀, 川崎 雅司
Organizer
日本物理学会第72回年次大会
Place of Presentation
大阪大学豊中キャンパス（大阪府豊中市）
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-20
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[Presentation] Quantum Hall effect in Cd3As2 films2017
Author(s)
M. Uchida, Y. Nakazawa, S. Nishihaya, K. Akiba, M. Kriener, Y. Kozuka, A. Miyake,Y. Taguchi, M. Tokunaga, N. Nagaosa, Y. Tokura, M. Kawasaki
Organizer
APS March Meeting 2017
Place of Presentation
ニューオリンズ（米国）
Year and Date
2017-03-13 – 2017-03-17
Int'l Joint Research
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[Presentation] ディラック半金属Cd3As2薄膜における量子ホール効果2017
Author(s)
打田 正輝, 中澤 佑介, 西早 辰一, 秋葉 和人, M. Kriener ,小塚 裕介, 三宅 厚志, 田口 康二郎, 徳永 将史,永長 直人, 十倉 好紀, 川﨑 雅司
Organizer
第8回低温センター研究交流会
Place of Presentation
東京大学本郷キャンパス（東京都文京区）
Year and Date
2017-02-23 – 2017-02-23
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