Letter

工学:LaAlO3/SrTiO3界面基底状態の電界制御

Nature 456, 7222 doi: 10.1038/nature07576

複合酸化物間の界面は、凝縮系物理学における最も興味深い系の1つであることが明らかになりつつある。並進対称が人為的に破られているこの特殊な条件では、さまざまな新しい電子相や異常な電子相の出現が促進される。理論研究では複雑な相図が予測されており、系の基底状態の決定に電荷キャリア密度が果たす重要な役割が示唆されている。特に興味深い系は、バンド絶縁体であるLaAlO3とSrTiO3間の導電性界面である。最近、磁性状態と二次元超伝導凝縮体という、可能な2つの基底状態が実験的に確認された。今回我々は、電界効果を用いてその系の相図を調べた。キャリア密度の静電チューニングによって、超伝導のオン/オフ切り替えが可能になり、二次元超伝導状態と絶縁状態の間で量子相転移が引き起こされる。絶縁状態における磁気輸送特性の解析結果は、弱局在と一致しており、磁性の証拠は与えない。今回実証した超伝導の電界制御は、新しいメゾスコピックな超伝導回路の開発への道を開くものである。

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