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シリコンオキシナイトライド膜や誘電体膜上への自己組織化膜形成とその電気特性評価

Research Project

Project/Area Number 02J20109
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 表面界面物性
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

中野 美紀  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノテクノロジー研究部門, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords自己組織化多層膜 / 単一電子トランジスター / ナノギャップ電極 / クーロン振動 / 自己組織化膜 / 電界効果トランジスター / ナノ電極 / 分子超格子
Research Abstract

現在、有機分子を用いたデバイスの開発が盛んに行われており、分子の電気的特性を調べるために、走査プローブ顕微鏡や微細加工電極が用いられてきた。分子素子の実用化のためには、電流の増幅効果やゲート電圧引加による分子独特の効果が期待できる微細加工電極を用いた三端子素子の作製が望まれる。さらに、電極ギャップ間距離が数nm以下と短い場合には、分子で電極のギャップ間を架橋できるが、大きな電界効果を望めないことが報告されている。この問題を克服するために、絶縁性分子・金属イオンからなる自己組織化多層膜を、数十nmにギャップ間距離を広げたナノギャップ電極に挟み込んだ。本研究では100-400nmのシリコン酸化膜を持つn-Si基板上に斜め蒸着で作製した20-30nmギヤップのナノ電極に多層膜を挟み電気特性を調べた。
その結果、ソース・ドレイン間のギャップが狭い場合には、クーロン振動が観察され、単一電子トンネルトランジスター(SET)として働いていることを室温で確認した。しかし、ギャップが広い場合には、クーロン振動は観察されなかった。電極のギャップ距離が均一でないことから、界面の一部、微小ギャップが薄い部分が量子ドットとして働いているために、ギャップ間距離が狭い電極の場合にのみ、SETの現象が観察できたと考えられる。さらに、酸化膜厚を薄くすることで、クーロン振動の周期が短くなり、電界に対する電流の応答性が良くなったものと考えられる。

Report

(2 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (4 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) Publications (2 results)

  • [Journal Article] Tribological Behavior of Self-Assembled Double Layer Measured by a Pin-on-plate Method2005

    • Author(s)
      M.Nakano, T.Ishida, T.Numata, Y.Ando, S.Sasaki
    • Journal Title

      APPLIED SURFACE SCIENCE 242・3-4

      Pages: 287-287

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 自己組織化膜のトライボロジー技術への展開2005

    • Author(s)
      石田敬雄, 中野美紀
    • Journal Title

      月刊トライボロジー 210・2

      Pages: 26-26

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Field Effect of Self-Assembled Organic Multilayer in the Nanogap Electrode ; Observation of Coulomb Oscillation at Room Temperature

    • Author(s)
      T.Ishida, M.Horikawa, M.Nakano, Y.Naitoh K.Miyake, W.Mizutani
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics (Accepted)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 有機分子自己組織化膜のトライボロジー特性

    • Author(s)
      中野美紀, 石田敬雄
    • Journal Title

      トライボロジスト (印刷中)

    • NAID

      10026319512

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ソース電極とドレイン電極間の空隙を自己組織化多層膜で処理したナノスケール電界効果素子及びその製造方法2004

    • Inventor(s)
      石田 敬雄, 堀川 昌代, 中野 美紀, 三宅 晃司, 内藤 泰久, 水谷 亘
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Number
      2004-048833
    • Filing Date
      2004-02-24
    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] M.Nakano, T.Ishida, T.Numata, Y.Ando, S.Sasaki: "Tribological Behavior of Terphenyl Self-Assembled Monolayer Studied by a Pin-on-Plate Method and Friction Force Microscopy"Japanese Journal of Applied Physics. 43(Accepted)(印刷中). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] M.Nakano, T.Ishida, T.Numata, Y.Ando, S.Sasaki: "Alkyl Chain Length Effect on Tribological Behavior of Alkanethiol Self-Assembled Monolayer on Au"Japanese Journal of Applied Physics. 42. 4735 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2024-03-26  

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