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2007 Fiscal Year Annual Research Report

シリコン中のドナーレベルを用いた単一電子操作

Research Project

Project/Area Number 16206038
Research InstitutionNTT Basic Research Laboratories

Principal Investigator

小野 行徳  NTT Basic Research Laboratories, 量子電子物性研究部, 主任研究員 (80374073)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 庸夫  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90374610)
猪川 洋  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (50393757)
藤原 聡  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 主幹研究員 (70393759)
西口 克彦  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 研究主任 (00393760)
Keywords電子デバイス・機器 / マイクロナノデバイス / 少数電子デバイス / 単一ドーパント / ドーパントエンジニアリング
Research Abstract

本研究は、シリコン中のドナー(あるいはアクセプター)レベルを利用した単一電子操作技術の確立を目的としている。19年度は、主に以下の成果があった。
1.微細MOSトランジスタにおける単一アクセプターおよび結合アクセプター対の同定 ボロンを極低濃度にドープした微細MO時トランジスタの特性を低温にて詳細に調べ、単一のボロンアクセプターおよび結合アクセプター対の検出に成功した。また、これらボロンの位置(界面からの深さ)について定性的にではあるが同定することに成功した(M. A. H. Khalafalla et. Al., Appl. Phys. Lett. 掲載)。また、ボロン濃度を変化させたときのMOSトランジスタの特性変化をマクロ系、ミクロ系について、系統的に調べた結果を報告した(Y. Ono et. Al., Appl. Surf. Sci. 掲載予定)。
2.リンドープシリコン細線における単一電子転送 シリコン中のリンドナーの作るランダムポテンシャルを利用することにより、単一電子転送が可能であることを実験的に実証した。(D. Moraru et. Al., Phys. Rev. B, 掲載)。
3.マンガンドープシリコンの強磁性 リンやボロンといった浅い準位を有するドーパントだけではなく、昨年度より深い準位を有する遷移金属ドーパントの検討も行っている。マンガンをシリコン中にイオン打ち込みし、その後に熱処理を行うことにより、強磁性が発現することを実験的に示したことを受け、今年度は、磁気特性を詳細に解析し、少なくとも二つの磁性物質が混在することを明らかにした(S. Yabuuchi et. al., Jpn. J. Appl. Phvs. 掲載予定)。

  • Research Products

    (24 results)

All 2008 2007

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 12 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Silicon single-charge transfer devices2008

    • Author(s)
      Y. Ono, A. Fujiwara, K. Nishiguchi, Y. Takahashi, and H. Inokawa
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. Solids 69

      Pages: 702-707

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pauli-spin-blockade transport through a silicon double quantum dot2008

    • Author(s)
      H. W. Liu, T. Fujisawa, Y. Ono, H. Inokawa, A. Fujiwara, K. Takashina, and Y. Hirayama
    • Journal Title

      Phys. Rev. B 77

      Pages: 073310_1-073310_4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stochastic data processing circuit based on single electrons using nano field-effect transistors2008

    • Author(s)
      K. Nishiguchi, Y. Ono, A. Fujiwara, H. Inokawa, Y. Takahashi
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett. 92

      Pages: 062105_1-062105_3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nanoampere charge pump by single-electron ratchet using silicon nanowire metal-oxide-semiconductor field-effect transistor2008

    • Author(s)
      A. Fujiwara, K. Nishiguchi, and Y. Ono
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett. 92

      Pages: 042102_1-042102_3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of single and coupled acceptors in silicon nano field-effect transistors2007

    • Author(s)
      M. A. H. Khalafalla, Y. Ono, K. Nishiguchi, and A. Fujiwara
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett. 91

      Pages: 263513_1-263513_3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantized electron transfer through random multiple tunnel junctions in phosphorous-doped silicon nanowires2007

    • Author(s)
      D. Moraru, Y. Ono, H. Inokawa, H. Ikeda, and M. Tabe
    • Journal Title

      Phys. Rev. B 76

      Pages: 075332_1-075332_5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anomalous resistance ridges along filling factor v=4i2007

    • Author(s)
      K. Takashima, M. Brun, T. Ota, D. K. Maude, A. Fujiwara, Y. Ono, Y. Takahashi, and Y. Hirayama
    • Journal Title

      Phys. Rev. Letts. 99

      Pages: 036803_1-036803_4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Infrared detection with silicon nano field-effect transistor2007

    • Author(s)
      K. Nishiguch, Y. Ono, A. Fujiwara, H. Yamaguchi, H. Inokawa, and Y. Takahashi
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett. 90

      Pages: 223108_1-223108_3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transfer and detection of single electrons using metal-oxide-semiconductor field-effect-transistors2007

    • Author(s)
      W. C. Zhang, K. Nishiguchi, Y. Ono, A. Fujiwara, H. Yamaguchi, H. Inokawa, Y. Takahashi, and N. J. Wu
    • Journal Title

      IEICE Trans. Electron. E-90C

      Pages: 943-948

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low-Temperature Characteristics of Ambipolar SiO_2/Si/SiO_2 Hall-Bar Devices2007

    • Author(s)
      K. Takashina, B. Gaillaed, Y. Ono, and Y. Hirayama
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

      Pages: 2596-2598

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of UV/Ozone Treatment on Nanogap Electrodes for Molecular Devices2007

    • Author(s)
      T. Goto, H. Inokawa, M. Nagase, Y. Ono, K. Sumitomo, and K. Torimitsu
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys. 46

      Pages: 1731-1733

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impact of space-energy correlation on variable-range hopping in transistors2007

    • Author(s)
      J.-F. Morizur, Y. Ono, H. Kageshima, H. Inokawa, and H. Yamaguchi
    • Journal Title

      Phys. Rev. Letts. 98

      Pages: 166601_1-166601_4

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Charge transport in boron-doped nano MOSFETs : Towards single-dopant electronics2007

    • Author(s)
      Y. One, M. Khalafalla, K. Nishiguchi, K. Takashina, and A. Fujiwara
    • Organizer
      Fifth International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      20071112-14
  • [Presentation] New functional single-electron devices using nanodot array and multiple input gates2007

    • Author(s)
      Y. Takahashi, T. Kaizawa, M. Arita, A. Fujiwara, Y. Ono, and H. Inokawa
    • Organizer
      3rd International Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
    • Place of Presentation
      Sendai, Japan
    • Year and Date
      20071108-09
  • [Presentation] A simple test structure for extracting capacitances in nanometer-scale MOSFETs2007

    • Author(s)
      H. Inokawa, A. Fujiwara, K. Nishiguchi, Y. Ono, and H. Satoh
    • Organizer
      The 6-th annual International Conference on Global Research and Education
    • Place of Presentation
      Inter-Academia, Hamamatsu
    • Year and Date
      20070925-28
  • [Presentation] Nanoampere charge pumping by single-electron ratchet using Si nanowire MOSFETs2007

    • Author(s)
      A.Fujiwara
    • Organizer
      2007 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • Place of Presentation
      Tsukuba
    • Year and Date
      20070918-21
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Identification of single and coupled acceptors in silicon nano field-effect transistors2007

    • Author(s)
      M.Khalafalla
    • Organizer
      2007 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • Place of Presentation
      Tsukuba
    • Year and Date
      20070918-21
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Capacitive parameter extraction for nanometer-size field-effect transistors2007

    • Author(s)
      H.Inokawa
    • Organizer
      2007 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • Place of Presentation
      Tsukuba
    • Year and Date
      20070918-21
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Single-electron ratchet using silicon nanowie MOSFET2007

    • Author(s)
      A. Fujiwara, K. Nishiguchi, and Y. Ono
    • Organizer
      International Conference on Electronic Properties of Two-dimensional Systems and Modulated Semiconductor Structures
    • Place of Presentation
      Genova Magazzini del Cotone, Italy
    • Year and Date
      20070705-20
  • [Presentation] Theoretical study on magnetic properties of manganese nanosilicide in silicon2007

    • Author(s)
      S. Yabuuchi
    • Organizer
      17th International Vacuum Congress
    • Place of Presentation
      Stockholm, Sweden
    • Year and Date
      20070702-06
    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Presentation] Effects of parameter randomness on quantized-electron transfer in 1D multiple-tunnel-junction arrays2007

    • Author(s)
      D.Moraru
    • Organizer
      2007 Silicon Nanoelectronics Workshop
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      20070610-11
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Dopant-mediated charge transport in boron-doped nano MOSFETs2007

    • Author(s)
      Y.Ono
    • Organizer
      2007 Silicon Nanoelectronics Workshop
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      20070610-11
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Magnetic properties of manganese nanosilicide in silicon2007

    • Author(s)
      S.Yabuuchi
    • Organizer
      2007 Silicon Nanoelectronics Workshop
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      20070610-11
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Presentation] Single-electron device using Si nanodot array and multi-input gates2007

    • Author(s)
      T.Kaizawa
    • Organizer
      2007 Silicon Nanoelectronics Workshop
    • Place of Presentation
      Kyoto
    • Year and Date
      20070610-11
    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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