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电场效应晶体管将透明绝缘体转换成超导物质 |
2009-05-08 |
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日本东北大学原子分子材料科学高等研究机构教授川崎雅司等成功使用电场效应晶体管将透明绝缘体——钛酸锶(SrTiO3)单晶转换成超导物质。报告的临界温度为0.4K（-272.85℃）。今后，通过把实现这种超导状态转换的技术应用于多种物质，即可实现具有较高临界温度的超导物质。
此次制作的元件的结构是：电场效应晶体管的绝缘层使用在聚氧化乙烯中溶解过氯酸钾的电解质，使其与SrTiO3单晶互相接触，在界面处自行生成电双层。在该元件的栅极电极上施加电压后，带有正电荷的钾（K）离子便会在结晶表面聚集并紧密排列。这些正电荷出现之后，结晶内部产生了大量带负电荷的电子。其数量达到原来电场效应晶体管的10倍以上。如增大栅极电极的加载电压，绝缘体SrTiO3的底板电流便会通畅，并且，已确认晶体管正常工作。
如施加 2.5V以上的栅极电压并降低温度的话，在温度下降的同时，还会显示出电阻变小的金属特征。进一步降低温度，当温度在0.4K（-272.85℃）时，电阻会急剧变小，转变成零电阻的超导状态。经过这些测定后，将栅极电极上施加的电压设为0V的话，会再次变回绝缘状态。这样，只通过改变电场效应晶体管的栅极电压，便可成功地将绝缘状态的物质转变成超导状态。
此次的结果已刊登在2008年10月12日的英国学术杂志“Nature Materials”的网络版上。 中华人民共和国图鉴社
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