2006 Fiscal Year Annual Research Report
単一サブ10nm微細構造のためのマルチ同時解析装置の開発
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18760049
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
久保田 智広 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (70322683)
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| Keywords | ナノディスク / 中性粒子ビーム / クーロン階段 / 量子ドット / ケルビン力顕微鏡(KFM) / 原子間力顕微鏡(AFM) / 導電性探針(プローブ) / バイオナノプロセス |
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| Research Abstract |
シリコン微細構造の作製を行った。<シリコン基板-下地酸化膜-シリコン薄膜-自然酸化膜>構造の基板を用意し、生体超分子をマスクとして表面の自然酸化膜およびシリコン薄膜部分を中性粒子ビームでエッチング加工することで、下地酸化膜上にサブ10nmシリコンナノディスク構造を作製した。このナノディスク構造について、ケルビン力顕微鏡(KFM)を用いた電荷蓄積実験をおこなった。まず探針-試料間に電圧を印加した状態でタッピングモードで観測を行い、ナノディスクに正または負の電荷を蓄積した。次にKFMモードで観測を行い、電荷蓄積が起こっていることが確認された。このことより、ナノディスクは電荷蓄積が可能であることが示された。さらに、ナノディスク構造について、25Kの低温下および室温において、導電性探針を用いた原子間力顕微鏡を用いてクーロン階段の観測を行った。探針をナノディスクのない場所に置いて、探針-基板間にバイアス電圧を印加し、電流-電圧特性を調べたところ、電流は観測されなかった。これは、ナノディスク作製過程で酸化膜状に酸塩化物が堆積したためと考えられる。一方、探針をナノディスク位置に置き同様の実験を行うと、階段状の電流-電圧特性が得られた。この階段特性の幅は、ナノディスクサイズや酸化膜厚から予想されるクーロン階段の幅と一致する。つまり、この階段特性はクーロン階段であり、ナノディスクは量子ドットとして機能することが示された。
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