2005 Fiscal Year Annual Research Report
シリコン単電子デバイスの時空間輸送制御と新機能の開発
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16106006
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
田部 道晴 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80262799)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 浩也 静岡大学, 電子工学研究所, 助教授 (00262882)
石川 靖彦 東京大学, 大学院工学系研究科, 助手 (60303541)
ラトノ ヌルヤディ 静岡大学, 電子科学研究科, COE特別研究員 (70402245)
小野 行徳 NTT物性科学基礎研究所, 主任研究員 (80374073)
雨宮 好仁 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (80250489)
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| Keywords | シリコン / 単電子デバイス / マルチドット |
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| Research Abstract |
本研究では、2次元SiマルチドットFETを対象とし、光照射やゲートへの高周波印加によって単電子輸送を時間的・空間的に制御し、新しい信号処理機能を開拓することを目的としている。17年度は主に以下の成果があり、ほぼ当初の目標を達成することができた。
(1)単一フォトン吸収効果
16年度に引き続き、単正孔トンネル条件下で可視光の分光照射を行い、明瞭にフォトン吸収に対応したRTS(ランダムテレグラフシグナル)を観測した。Si中の吸収係数まで考慮したシミュレーションと比較検討を行ったところ、このRTSが光誘起素電荷のドット帯電効果として解釈できることを明らかにした(Phys.Rev.B (2006))。
(2)人工転位網内包バイクリスタルFET
2枚の(100)SOI層をわずかに面内角度をずらせて貼り合わせ、これによって形成されるらせん転位網を内包したいわゆるバイクリスタルFETのI_d-V_g特性を詳しく調べた。その結果、観察される電流振動は単電子特性であることを明らかにした(Appl.Phys.Lett. (2006))。さらに、貼り合わせ界面の位置によって転位網チャネルのしきい値電圧が変化することを見出した。
(3)マルチドット系の機能探索のためのシミュレーション
不均一マルチドット系においても、共通単一ゲートに高周波を印加すると1パルスごとに電子1個をソースからドレインに転送するターンスタイル動作が可能であることを前年度に見出しているが、17年度はそのドット不均一性の効果を明らかにした(J.Appl.Phys.(2006))。さらに、2つのゲートを用いたポンプ動作の可能性も見出した。今後これらの単電子転送に関わる秩序機能をさらに拡張して、実験と対比させる。
(4)極低温KFM(ケルビンプローブフォース顕微鏡)の立ち上げ
KFMの立ち上げを行っており、単電子の移動経路を直接観察すべく準備を進めている。
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