Home 広島大学大学院先端物資科学研究科低温物理学研究室 中村文彦助教、鈴木孝至教授らの研究グループおよび京都大学大学院理学研究科 前野悦輝教授らの研究グループは、絶縁体のムテニウム酸化物に、室温でわずか0.8ボルトという乾電池１個分に満たない電圧を加えるだけで、金属化し同時に結晶が大きく歪むことを発見しました。8月28日、本学东京オフィスでこれについての記者説明会を開催しました。
また、この研究成果は、英国の科学雑誌Nature Publishing Groupの『Scientific Reports』電子版に8月29日付けで掲載されました。
 记者説明会の様子 |
今回の発见は、电気抵抗测定の実験过程で、ルテニウム酸化物の単结晶に电极を形成するため高电场を当てたところ、结晶が次々に粉砕してしまったことから生まれました。
本研究成果を生んだ物质は、カルシウムとルテニウムの酸化物（颁补2搁耻翱4）で、1997年に前野教授のグループが初めて合成に成功したオリジナル物质です。
今回明らかになった研究成果は次の2点です。
１．ルテニウム酸化物は、室温で0.8ボルト程度の电圧を加えると、絶縁体状态から金属状态への切り替え（スイッチング）现象、すなわち电
场诱起絶縁体－金属転移现象が起こる。
ルテニウム酸化物が、絶縁体状态から金属状态へスイッチする时、结晶构造の変化を伴います。金属状态に変わる时、结晶构造が
垂直方向に约３％伸び、水平方向に约２％収缩します。数ミリ程度の长さの结晶の场合、５０倍程度の顕微镜下でもスイッチングに伴う
结晶の伸缩を确认できます。
しかし、このような大きな构造変化を伴う絶縁体－金属転移が生じる过程?メカニズムは今のところ特定できていません。
２．カルシウム?ルテニウム酸化物の结晶を电场により金属状态にスイッチした后、电流を流しながら冷却すると低温まで金属状态が安定化
する。
今回の成果では、室温でスイッチ後わずかに電流を流すことで、約－２７０℃の低温まで金属状態を持続させることに成功しました。
电子に流れを加えた金属状态（非平衡定常状态）では电子が冻った絶縁体状态に戻りにくいという新现象の発见といえます。このよう
に、非平衡定常状态に置かれたモット絶縁体が平衡状态と异なる电子状态を示すことは、これまで実証例がほとんどありません。理
论研究も始まったばかりで、本発见は、今后の强相関电子系における创発现象の研究に大きなインパクトを与えるものと期待できます。
＜今后の展望＞
本成果では、これまでにない小さな電場で金属化し同時に大きな構造歪みを生じる絶縁体を見いだしました。しかも、その金属状態がわずかな電流で安定的に維持されることも明らかにしました。
強相関電子系物質を用いて、新しい電子機能を引き出すうえで、基礎と応用の両面で重要な意義を持つといえます。また、低電力でスイッチングできる素子応用に道が拓けるとともに、振動を利用した音波発振器やスピーカーなどへの応用も可能になります。
【お问い合わせ先】
（研究内容に関すること）
大学院先端物质科学研究科 助教 中村文彦
Tel&Fax: 082-424-7042
E-mail: fumikiko＊hiroshima-u.ac.jp （＊は半角＠に置き換えてください）
大学院先端物质科学研究科 教授 铃木孝至
Tel: 082-424-7040, Fax: 082-424-7044
E-mail: tsuzuki＊hiroshima-u.ac.jp （＊は半角＠に置き換えてください）
（记事に関すること）
学术?社会产学连携室広报グループ
罢贰尝：082-424-4657
贰-尘补颈濒：办辞丑辞＊辞蹿蹿颈肠别.丑颈谤辞蝉丑颈尘补-耻.补肠.箩辫 （＊は半角＠に置き换えてください）
