2008 Fiscal Year Annual Research Report
機能性カーボンナノチューブを用いた量子ナノデバイスの開発
| Project Area | Carbon nanotube nanoelectronics |
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| Project/Area Number |
19054016
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
石橋 幸治 The Institute of Physical and Chemical Research, 石橋極微デバイス工学研究室, 主任研究員 (30211048)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
落合 勇一 千葉大学, 大学院・融合科学研究科, 教授 (60111366)
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| Keywords | カーボンナノチューブ / 配向成長 / 量子ドット / 単量子トランジスタ / 単電子デバイス / 量子コンピューティングデバイス / ラマン散乱 / フェリチン |
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| Research Abstract |
カーボンナノチューブを量子ナノデバイスとして応用することを目的として、特に量子ドット構造に注目している。量子ドットは、単電子デバイスや量子コンピューティングデバイスなどの新機能デバイスの基本構造として注目している。しかし、将来のナノエレクトロニクスヘの展開を考えたときの課題として、単体デバイスとしての性能の実現はさることながら、量子ドットを複数個集積することが必要である。本年度は、カーボンナノチューブ量子ドットを集積化することを目的として、これまでよく用いられてきたばらまき法だけではなく、基板上に配向してナノチューブを成長することを試みた。石英基板上にフェリチンを触媒として、メタンガスを用いてCVD成長すると、CVDの条件および触媒形成の濃度を最適化すると、ある方向にそろってカーボンナノチューブが成長することを確認した。しかし、配向のメカニズムに関しては明らかにできていない。さらにこのナノチューブを、別に基板に貼り付けることにも成功した。これらのラマン信号を貼り付けしていないナノチューブからのラマン信号と比べると、G/D比に関しては同程度である。また、貼り付けたナノチューブを用いて単電子トランジスタを作製したところ、明瞭な単一量子ドットの形成を示す結果が得られた。これらのことから、貼り付けによるナノチューブのダメージは無視できると言える。
また、GaAs/AlGaAs2次元電子ガス(HEMT)とカーボンナノチューブの複合デバイスの可能性を探索するため、HEMT基板上にカーボンナノチューブ単電子トランジスタを作製し、強磁場中で基板で生じるの量子ホール効果が単電子トランジスタに与える影響を調べた。その結果、量子効果で知られているエッジ状態の形成が単電子トランジスタのゲート特性に大きく影響することがわかった。
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[Presentation] Quantum-dot devices with carbon nanotubes and Si nanowires2008
Author(s)
K. Ishibashi, S. Moriyama, T. Fuse, Y. Kawano, S. Toyokawa, S. Y. Huang, N. Fukata, and, T. Yamaguchi
Organizer
International Baltic Sea Region conference "Functional materials and nanotechnologies (FMNT08)", The conference is devoted to 30th anniversary of Institute of Solid State Physics, University of Latvia.
Place of Presentation
Riga, Latvia
Year and Date
20080401-04
