Letter 物性：SrTiO3表面における普遍的サブバンドをもつ二次元電子ガス 2011年1月13日 Nature 469, 7329 doi: 10.1038/nature09720 シリコンが従来型エレクトロニクスの基盤であるように、チタン酸ストロンチウム（SrTiO3）は酸化物エレクトロニクスという新分野の基盤である。SrTiO3は、金属–絶縁体転移や超伝導、負の巨大磁気抵抗が生じる酸化物界面にエキゾチックな二次元（2D）電子物質相を形成するための望ましいテンプレートである。しかし、これらの2D電子ガス（2DEG）の基礎となる電子構造の物理的特性は2DEGの卓越した特性の理解に不可欠だが、まだ明らかにされていない。今回我々は、角度分解光電子分光法を使って、真空中でへき開したSrTiO3（非ドープ絶縁材料も含む）の表面に、7ディケード以上にわたるバルクキャリア密度と関係なく、非常に金属的な普遍的2DEGが存在することを示す。この2DEGは約5単位胞の領域に閉じ込められており、格子パラメーターの二乗当たり電子が約0.33個というシートキャリア密度をもつ。電子構造は、重い電子と軽い電子の複数のサブバンドからなる。SrTiO3系ヘテロ構造や電界効果トランジスターについて報告された2DEGとこの2DEGは類似しており、このことは、SrTiO3表面での異なる形態の電子閉じ込めが、本質的に同じ2DEGにつながることを示唆している。我々の発見は、SrTiO3系デバイス中の2DEGの電子構造の研究に使えるモデル系をもたらし、遷移金属酸化物表面に2DEGを形成する新しい方法となる。 Full Text PDF 目次へ戻る
