!!!2015年 冬学期 第1回 物性セミナー
!!講師   野島 勉 氏(東北大学金属材料研究所)
!!題目 電気二重層トランジスタの多機能性を用いた新奇超伝導の研究
!!日時 	2015年 10月 16日(金) 午後4時50分
!!場所 	16号館 827

!アブストラクト
電気二重層トランジスタ (EDLT) は、イオン液体や電解液をゲート絶縁体として採用した一
種の電界効果トラジスタ (FET) である。ゲート電圧を印加した際に試料表面に形成される電気
二重層の巨大な静電容量により、通常の固体ゲート材料を用いた FET に比べ 1-2 桁大きなキャ
リア密度を持つ表面 2 次元電子系を電界誘起 ( 静電的キャリアドープにより実現 ) できる。一方
EDLT では、静電的キャリアドープの範囲を超えたゲート電圧の印加によって起こる試料とゲー
ト材料との間の電気化学反応も見逃せない。この現象は試料により、エッチング、酸化還元反
応、インターカレーション等と様々であるが、これらの反応の条件を理解し利用することによっ
て、より広範な物性制御が可能となる。さらに、 EDLT によって誘起される電子系には、強い
電場によって引き起こされる空間反転対称性の破れがあり、これに起因した大きなスピン軌道
相互作用の効果も期待できる。本講演では、 EDLT による電界誘起超伝導体が新たな 2 次元超
伝導研究の基軸となり得る現状 [1, 2] を述べた後に、 EDLT の単なるキャリアドープに止まらな
い上記の多機能性を利用した、 (1)FeSe 超伝導体の超薄膜化と高 Tc 化 [3] 、 (2) ホール系銅酸化
物超伝導体のキャリア符号変化 [4] 、 (3) 電界誘起超伝導体のスピン軌道相互作用によるパウリ
極限の上昇 [5] 、に関する最近の研究結果を紹介する。特に (1) では FeSe 膜においてエッチング
と電界効果の組み合わせにより 40 K を超える超伝導転移温度 Tc 、 (3) では MoS2 において 50
T を超える上部臨界磁場 Hc2 を実現した。これらの場合に予測される電子状態について議論し
たい。

[1] K. Ueno et al., Phys. Rev B 89, 020508(R) (2014).

[2] Y. Saito, Y. Kasahara, J. Ye, Y. Iwasa, T. Nojima, Science in press (Science Xpress, 1
Oct. 2015).

[3] J. Shiogai, Y. Ito, T. Mitsuhashi, T. Nojima, A. Tsukazaki, arXiv:1510.00175.

[4] T. Nojima et al., Phys. Rev B 84, 020502(R) (2011).

[5] Y. Saito et al., arXiv:1506.04146.

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