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図１．電界効果トランジスタの模式図 |
電界効果トランジスタ（Field-effect transistor (FET),図１）は、キャパシタ構造により物質表面近傍の電荷量をゲート電圧によって制御し、その電子状態を変化させることができます。これは、物理的に新しい電子相を創出する手法として大変期待できます。
しかし、通常のFETでは蓄積される電荷密度が小さいという問題があります。当研究室では、電荷を高密度に蓄積できる電気二重層キャパシタの原理を応用した電気二重層FET（図２）により、様々な物質において新電子相の創出を目指しています。
図２．電気二重層FETの模式図
電気二重層FETでは、ゲート電圧を電解質を通して印加することにより、物質表面に分子レベルの薄さの電気二重層が形成されます。これはキャパシタに他ならず、ここにかかる非常に大きい電場のために高濃度の電荷蓄積が可能になります。
この研究テーマに関連する成果は以下の通りです。
- Insulator-to-metal transition in ZnO by electric double layer gating
Hidekazu Shimotani, Haruhiko Asanuma,
Atsushi Tsukazaki, Akira Ohtomo, Masashi Kawasaki, and Yoshihiro Iwasa,
Applied Physics Letters 91, 082106 (2007)
- Electric Double Layer Transistor of Organic
Semiconductor Crystals in a Four-Probe Configuration
Hidekazu Shimotani, Haruhiko Asanuma,
, and Yoshihiro Iwasa, Japanese Journal of Applied Physics 46(6A), 3613 (2007)
- Electrolyte-gated charge accumulation in organic
single crystals
Hidekazu Shimotani, Haruhiko Asanuma, Jun Takeya
, and Yoshihiro Iwasa, Applied Physics Letters 89, 203501 (2006)
- Gate capacitance in electrochemical transistor of
single-walled carbon nanotube
Hidekazu Shimotani, Takayoshi Kanbara,
Yoshihiro Iwasa, Kazuhito Tsukagoshi, Yoshinobu Aoyagi, and Hiromichi Kataura, Applied Physics Letters
88, 073104 (2006)
- Direct comparison of field-effect and
electrochemical doping in regioregular poly(3-hexylthiophene)
Hidekazu Shimotani, Gildas Diguet, and
Yoshihiro Iwasa, Applied Physics Letters 86, 022104 (2005)
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