2017 Fiscal Year Annual Research Report
Current standerd devices by nanomechanical Coulomb blockade shuttle phenomena
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15K17483
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
東 康男 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80452415)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 単一電子素子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では電子線描画法を用いて固体基板上にナノギャップ電極構造を作製し、このナノギャップ電極観に金属ナノ粒子を導入することで、単一電子現象を起こす素子を形成し、ナノギャップ部を機械的に振動させることでナノメカニカルクーロンブロッケードシャトル現象を起因した電流標準素子を実現することを目的としている。このうち平成２９年度においてはこれまでに行ってきた、ナノギャップ部を機械的に振動させることができる電極構造の作製技術をもとに、実際にナノギャップ部を機械的に振動させた際にギャップ間に流れる電流の評価を行った。具体的には機械的な振動が可能な梁構造と細線電極とでナノギャップ電極を形成し、この梁構造の近傍に配置した電極に対して交流電圧信号を入力することで、静電気力によって梁を機械的に振動させ、この振動に伴うナノギャップ電極間を流れる電流信号の測定を行った。
入力する交流信号の周波数を掃引した際の、ナノギャップ電極間を流れる電流の測定を行ったところ、梁の固有振動周波数に対応する周波数の近傍において電流信号が増加するという結果が得られた。このことから機械的な振動によって電流が増幅されることがわかった。さらにその電流値について見ると、おおよそ固有振動周波数と素電荷量の積で表される値となっており、梁の機械的振動に伴う電子の逐次転送現象に対応する結果となっていることがわかった。今回作製した梁構造では金属ナノ粒子を導入せずとも梁の固有振動に対応した電流が流れており、固有振動周波数で規格化した電流標準としての機能を果たすものとなっている。より良い電流標準素子を実現するために金属ナノ粒子の導入および単一電子現象に起因した電流の評価が必要となってくると考えられる。
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