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日本成功實現(xiàn)干電池電壓下的固體相變

鉅大LARGE  |  點擊量:639次  |  2021年09月14日  

日本綜合性科學技術(shù)研究機構(gòu)理化學研究所與東京大學的研究人員成功開發(fā)出了利用強關(guān)聯(lián)氧化物和雙電層的新型電場效應晶體管,并發(fā)現(xiàn)只要電荷積聚到固體表面,整個固體的電氣性質(zhì)及結(jié)晶構(gòu)造就會發(fā)生改變。該研究成果于七月二十六日登載在英國科技期刊《自然》的電子版,是日本最先端研究開發(fā)項目(FIRST)支持下的強關(guān)聯(lián)量子科學課題的一部分。理研基干研究所強關(guān)聯(lián)量子科學研究團隊強關(guān)聯(lián)復合材料研究小組特別研究員中野匡規(guī)、組長巖佐義宏,強關(guān)聯(lián)界面設備研究小組組長川崎雅司以及研究總監(jiān)十倉好紀共同參與了此項研究。


研究小組在室溫條件下,利用形成于固體與電解質(zhì)溶液相界面的雙電層出現(xiàn)的巨大電場,首次在1伏電壓(相當于1節(jié)干電池的電壓)下成功控制了強關(guān)聯(lián)氧化物的相變。研究發(fā)現(xiàn),以電荷向固體表面積聚為誘因,在固體內(nèi)部相互用途的電子的大量移動不僅會引起電氣性質(zhì)的改變,還會導致固體結(jié)晶結(jié)構(gòu)的變化。使用1伏電壓出現(xiàn)的低阻狀態(tài),即使在切斷電源的情況下也能長久保持。該成果將為開發(fā)超低耗電量的切換開關(guān)裝置指明方向。同時與非易失性存儲器、感光開關(guān)等相關(guān)的產(chǎn)業(yè)應用也將受到重視。


據(jù)了解,金屬中的自由電子具有導電性且能自由移動,但以強關(guān)聯(lián)氧化物為代表的特殊金屬中的電子間具有很強的相互用途,因此也會出現(xiàn)不導電的情況,這時相互用途的電子就被稱為強關(guān)聯(lián)電子。強關(guān)聯(lián)氧化物對環(huán)境很敏感,在化學置換、光照或受壓等用途下會突然具有導電性。因此,利用電壓控制相變的研究成果對產(chǎn)業(yè)發(fā)展將具有重要意義。但目前該成果尚未還原于社會。



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