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2011年7月21日 (木)

世界で初めて強相関電子を2次元空間に閉じ込めることに成功

世界で初めて強相関電子を2次元空間に
閉じ込めることに成功
―新たな高温超伝導物質の実現や、
電子素子作りに道を拓く―

平成23年7月15日
東京大学
高エネルギー加速器研究機構(KEK)
科学技術振興機構(JST)

詳細は、リンクを参照して下さい。

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 東京大学 大学院工学系研究科の
組頭 広志(クミガシラ ヒロシ) 准教授
[現:高エネルギー加速器研究機構
(KEK) 物質構造科学研究所 教授]
らの研究グループは、電子同士が互いに
強く影響し合う状態にある
「強相関電子注1)」を2次元空間(層)
に人工的に閉じ込める
「量子井戸構造注2)」を作り出すことに
世界で初めて成功しました。

 この構造は、レーザーを使った結晶成長
の技術を駆使し、伝導性を持つ酸化物を
原子層レベルで精密に制御することで実現
されました。

 KEK 放射光科学研究施設フォトン
ファクトリー(PF)注3)の放射光注4)
による高精度な分光法で電子の振る舞いを
詳細に調べることにより、強相関電子が
2次元空間に閉じ込められていることを
確認しました。

 高温超伝導体を作製するには強相関電子
は欠かせない存在です。

 今回の成果によって、強相関電子の
振る舞いを人工的にコントロールすること
が可能となり、これまでの超伝導転移温度
を遥かにしのぐ高温超伝導体の作製は
もちろん、人類の夢であった室温超伝導体
の実現にもつながると期待されます。

 またシリコン系半導体に取って代わる
新しいタイプの電子素子の開発にも見通し
が立ちました。

 研究成果は、米国科学雑誌
「Science」の
2011年7月15日号(米国東部時間)
に掲載される予定です。
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画期的な成果のようです。

>新規デバイス材料として、強相関酸化物が
>注目されています。

>電子の電荷のみを利用していた従来の
>半導体デバイスと比べて、強相関酸化物
>では、電子の電荷・軌道・スピンの自由度
>を利用してさまざまな機能が期待される
>ためです。

>その代表例が、
>銅酸化物における高温超伝導や
>マンガン酸化物における
>巨大磁気抵抗効果注5)です。

>これらの物質には、伝導を担う伝導層が
>絶縁層に挟まれた2次元的な層状構造を
>持つという共通の特徴があります
>(図1(左))。そのため、伝導層に
>閉じ込められた強相関電子の振る舞いを
>制御することが機能を制御するための
>鍵となります。

>今後、この技術を用いて電荷・軌道・
>スピンの自由度を制御することで、
>強相関電子が示す高温超伝導などの
>類い希な機能を人工的に制御すること
>が可能になると考えられます。

>また、新しい動作原理に基づいた
>超伝導デバイスや光スイッチング
>デバイスといった
>強相関エレクトロニクス注10)への
>発展が期待されます。

従来言われているスピントロニクス
のことなんですかね?
同じようなことを言ってますから、

多分、広く言うとスピントロニクスで、
強相関電子を扱うものが
強相関エレクトロニクスというのかな?

とにかく、
>人類の夢であった室温超伝導体の実現
>にもつながると期待されます。
>またシリコン系半導体に取って代わる
>新しいタイプの電子素子の開発にも
>見通しが立ちました。
と言ってますから期待しましょう。

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