2007 Fiscal Year Annual Research Report
ナノドットアレイによる多入力・多出力機能性デバイスの研究
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17201029
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
高橋 庸夫 Hokkaido University, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90374610)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有田 正志 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (20222755)
雨宮 好仁 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (80250489)
猪川 洋 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (50393757)
西口 克彦 NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 研究員 (00393760)
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| Keywords | 少数電子素子 / 量子ドット / 省エネルギー / 電子デバイス・機器 / ナノ材料 / シリコン / 集積化デバイス / フレキシブル論理ゲート |
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| Research Abstract |
ナノドットアレイによるフレキシブルな多入力・多出力機能性デバイスを目指して、本課題で提案した半導体Siナノドットアレイ構造を試作・評価し、従来のデバイスでは実現不可能な高い機能を実証した。同時に金属を用いたナノドットアレイ構造を実現するため、単層グラニュラー膜構造の作成法の検討を行い、基本的手法を確立した。
1. Siナノドットアレイデバイスの作製と評価
半導体Siによるナノドットアレイデバイスを電子ビーム露光法と熱酸化を用いて作製した。2×2のナノドットアレイ上に、2つの入力ゲート、さらにその上に機能を制御するための制御ゲートを取り付けた構造を作成した。2入力の論理ゲートデバイスとしての動作を評価し、最小に近いアレイサイズにもかかわらず、本研究で提案した思惑通りに、2入力の論理関数を制御ゲート電圧でその論理機能を可変とすることができることを示した。加えて、本研究提案の特徴である、多出力端子を取り付けた構造デバイスを試作し、まずは出力端子を2端子取り付けたナノドットアレイデバイスを作成した。特性としてはまだ不十分ではあるが、2入力2出力の典型的回路である半加算器を1個のデバイスで実現できる可能性を示し、フレキシブル且つ高機能のデバイス実現に向けて基本特性を実証できた。
2. 金属ナノドットアレイの作成と評価
従来のグラニュラー膜では、金属ナノドットが絶縁膜中に3次元的に埋め込まれていたが、伝導パスの2次元化を目的に、絶縁そう薄膜に金属ナノドットを1層だけ埋め込んだナノドットアレイデバイスの実現を目指した。金属と絶縁膜のMBE法と、金属と絶縁膜の交互スパッタ法の2つの手法を試み、どちらの手法でも単層の金属ナノドットアレイが形成できることを示した。金属として磁性金属を用い、ナノドット間のスピン依存トンネル現象に伴う磁気抵抗効果がドット間のカップリングによって変化する現象を確認した。
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[Presentation] Multi functional Single-electron device using Si nanodot array and multi-input gates, Collected Papersp. 00(,@Sapporo)2008
Author(s)
開澤, 有田, 藤原, 山崎, 小野, 猪川, 高橋
Organizer
2008 International Symposium on Global COE Program of Center for Next-Generation Information Technology based on Knowledge Discovery and Knowledge Federation(GCOE-NGTT 2008, Hokkaido University),
Place of Presentation
北海道大学
Year and Date
20081222-23
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