在原来的试样评价电传导率特性时,需要对试样通电流形成回路。而日本九州工业大学研发的测定法不需要对试样形成回路,沿压电单晶表面对试样照射电场来评价电特性;和微波等的非接触测量法不同之处是:运用表面弹性波、电场的方法。
该测定方法,是由高频电源、示波器构成,在电气回路中插入弹性表面波元件,在压电体表面打开部分回路,利用漏电场来进行电特性测量。如把被测试样放在弹性表面波元件的表面附近就可以进行非接触测量,电场和试样中载流子相互作用,成为电场能耗标准。在自由载流子浓度高的导体中含有遮蔽效应,可以发现电场方面的电阻变大,相反,载流子固定在绝缘体和半导体,电场能量难于传送到试样中而达到透明。也就是显示了“电场电阻”和电流电阻不同特性。该测量法的优点在于:与试样的电阻值无关,可实现从零到无限大的电阻测量装置。另外,因为与载流子流入或流出也无关,所以不需要附着电极,因而不要考虑电极的势垒效应。关于表面超传导的测定,理论预测:表面的超传导转移是从体内部移向高温侧,可是由于还没有确立纳米级深度表面的电传导率测量方法,所以表面超传导研究没有进展,其应用上还有很多问题没解决。
本研究小组,已得到有关表面超传导的实验结果,目前迫切要解决是理论上的解释和搞清发生机理。另外,期望难于附着电极的纳米材料的评价,例如:碳纳米管的测定,现已确认管的轴和直径方向面向电场的方向,其传导率温度依赖性是不同。还有,可应用在量子计算情报读出的技术。Si、Ge、SiC等的施主电子和受主总能级的读出,测量值和理论值相一致。(译自:《セラミックス》47(2012)No.12)