【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】15H02113 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

チタン酸ストロンチウム / 電界効果トランジスタ / ホール効果 / 近藤効果 / 強誘電 / 超伝導 / 人工ニューロン / 人工シナプス / 強相関エレクトロニクス / モットFET / ニューロモルフィック / 酸素欠損 / 酸素同位体置換 / 超伝導材料・素子 / 酸素同位体 / 強相関系 / モットロニクス / 負の静電容量 / パリレン / サブスレショルドスイング / 易動度 / 負性抵抗

【研究成果の概要】

HfO2(20nm)/パリレン(6nm)の積層膜をゲートに用いてモットトランジスタの作製に成功したが、スイッチング速度が異常に遅かった。しかし「遅い素子」は脳型回路研究で重要であることを知り、SrTiO3 (STO)のFETで人工ニューロンとシナプスの作製を試みたところ、脳型回路研究に新分野を切り開く新概念素子が作製できた。低温でSTOの誘電率は急増するが強誘電転移は起きない。STO FETには低温で２種類のキャリアが現れ、ホール効果の異常と近藤効果が同時出現する。酸素同位体置換でSTOは強誘電体になるが、金属状態だと転移せず超伝導転移温度が上昇する。強誘電と物性の関係をさらに研究中である。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】35,230千円 (直接経費: 27,100千円、間接経費: 8,130千円)

【研究分野】物性Ⅱ

【研究領域課題番号】21224009 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

低温物性 / 超伝導材料・素子 / 表面・界面物性 / 電界効果トランジスタ / 自己組織化 / 電気二重層 / キャパシタ / 金属薄膜 / 半導体 / 層状物質 / イオン液体 / 超伝導

【研究成果の概要】

電気化学的界面に発生する強電界を用いたトランジスタ（電気二重層トランジスタ）について、従来のバルクおよび薄膜材料を用いた方法に加え電子ビーム装置によるナノデバイス作製技術を完成させることによって、半導体、絶縁体、金属、トポロジカル絶縁体、モット絶縁体といった多様な物質に展開した。その結果、超伝導、強磁性、モット転移といったさまざまな電子相の電界制御に成功した。それら電界によって誘起された電子相の多くは化学ドーピングでは実現できないものである。さらには、強電界によるスピン制御や固液界面の柔軟性を生かしたデバイスの実現など、広範な物質科学研究へと展開できることが明らかとなった。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2009-05-11 - 2014-03-31

【配分額】219,050千円 (直接経費: 168,500千円、間接経費: 50,550千円)