日本理化研究所與東京大學干電池電壓下固體相變

    鋰電世界  日本綜合性科學技術研究機構—理化學研究所與東京大學的研究人員成功開發出了利用強關聯氧化物和雙電層的新型電場效應晶體管，并發現只要電荷積聚到固體表面，整個固體的電氣性質及結晶構造就會發生改變。該研究成果于7月26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項目（FIRST）支持下的 “強關聯量子科學”課題的一部分。理研基干研究所強關聯量子科學研究團隊強關聯復合材料研究小組特別研究員中野匡規、組長巖佐義宏，強關聯界面設備研究小組組長川崎雅司以及研究總監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溶液相界面的雙電層產生的巨大電場，首次在１伏電壓（相當于１節干電池的電壓）下成功控制了強關聯氧化物的相變。研究發現，以電荷向固體表面積聚為誘因，在固體內部相互作用的電子的大量移動不僅會引起電氣性質的改變，還會導致固體結晶結構的變化。使用１伏電壓產生的低阻狀態，即使在切斷電源的情況下也能長久保持。該成果將為開發超低耗電量的切換開關裝置指明方向。同時與非易失性存儲器、感光開關等相關的產業應用也將受到重視。

    據了解，金屬中的自由電子具有導電性且能自由移動，但以強關聯氧化物為代表的特殊金屬中的電子間具有很強的相互作用，因此也會出現不導電的情況，這時相互作用的電子就被稱為強關聯電子。強關聯氧化物對環境很敏感，在化學置換、光照或受壓等作用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業發展將具有重要意義。但目前該成果尚未還原于社會。