2005 Fiscal Year Annual Research Report
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15204027
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
大塚 洋一 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (50126009)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神田 晶申 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (30281637)
大木 泰造 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 講師 (90359571)
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| Keywords | 金属微粒子 / 離散エネルギー準位 / トンネル分光 / STM / 量子ドット / ナノ電極 / クラスタ |
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| Research Abstract |
本研究の目的はトンネル分光によって金属微粒子中の電子状態に関する知見を得ることにあり、・低温STMを用いた金属クラスタの研究、・微細加工による金属微粒子の研究、・関連する微細加工技術の開発の3方面から研究をすすめた。
STMに関しては、前年度までは金クラスタ/単分子膜/金(111)基板という構造でクラスタのトンネル分光を行ってきたが、この方法では金以外のクラスタへの適応が容易ではないことや、クラスタや分子が分光測定中に動き測定結果に影響を与える等の問題があった。そこで今年度はNiAl(110)基板上に成長するAl_2O_3超薄膜を上の単分子膜/金(111)基板に置き換えることを目指した。基板上に銀、銅を蒸着したところ、1nmクラスのクラスタを主にドメイン境界上に、クラスタ間の相互作用が問題にならない程度に分散して、成長させることが可能であることを確認した。また銅クラスターについてトンネル分光を行い、直径1.3nm程度のクラスタに対してAl_2O_3超薄膜は抵抗約500MΩ、比誘電率3〜4程度のトンネルバリアとして働くことを確認した。クラスターのサイズは蒸着量により制御可能であり、さらにトンネル分光も比較的安定に得ることがでできた。本研究課題は本年度で終了するが、この方法によって今後多様な対象への展開が可能となった。
10nm間隔の固定電極対を使った10nm金クラスターSETを作製し動作を確認した。クラスタとゲート電極の結合を強めるために採用したバックゲート構造の有効性が確かめられた。
電子線リソグラフィの限界を超えナノ構造の伝導測定を目的としてブレーク接合(MBJ)法の開発を引き続き行い、エッチングによるMBJの作製法を開発した。また同法を利用しアルミニウムのQPCとトンネル接合からなる非対称SQUIDの研究を行い、これがラチェット現象を示すことを明らかにした。
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