1996 Fiscal Year Annual Research Report
不規則構造単一電子デバイス回路のモデリングとシミュレーション
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08650413
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Toyo University |
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Principal Investigator |
鳥谷部 達 東洋大学, 工学部, 教授 (20266993)
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| Keywords | クーロンブロッケード / デバイス / 回路 / モデリング / ランダム構造 / 臨界電荷 |
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| Research Abstract |
クーロンブロッケード現象は静電容量が微小なトンネル接合でおこるため、この現象を応用するデバイスは極端に微細な構造が必要となる。そのため、現時点での実験デバイスの中にはランダムな構造を有しているものが多い。本研究では、絶縁体薄膜上に金属微粒子を蒸着させてできる2次元的な不規則配列で生じるクーロンブロッケードデバイス回路を採り上げることにした。最近接の金属微粒子対がトンネル接合を形成する。金属微粒子をドットとよぶことにして、2次元的にランダムに配置されたドットからなる系にたいして以下のモデル化を行った。ドットの系を回路トポロジーとしては規則的な2次元格子状であるとし、ランダムな配置の影響は、ドット対の間のトンネル接合の容量とトンネル抵抗がランダムな値をとると仮定して考慮する。また、回路の制御用にドットの配置されている面の上方にゲート電極を配して、各ドットとゲート電極の間に容量が存在するものとする。トンネル接合の容量とトンネル抵抗およびゲート容量の値はコンピュータで正規乱数を発生させて設定した。半古典理論であるオーソドックス理論でデバイス回路の動作をシミュレートするときに各トンネル接合の臨界電荷を求めることが必要となる。臨界電荷はそのトンネル接合から見て外側の回路網において電源の電圧をゼロとし容量網を一つの容量にまとめることによって求められることからその計算を実行する計算プログラムを作成した。これで、回路シミュレータの重要な構成部分の準備ができたので次年度に回路シミュレータの作成、ランダム構造の特性解析を行う予定である。
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