2018 Fiscal Year Research-status Report
Arrangement of P atoms toward realization of Si quantum computer
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18K18990
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
杉本 宜昭 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (00432518)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 走査プローブ顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
量子コンピュータが実現すると、これまでの古典的コンピュータでは不可能であった超高速並列計算が可能になり、今の情報化社会が根本から覆される程の革命が起こる。量子コンピュータとしては、これまでいくつもの量子系が提案されてきたが、Kaneによって提案されたシリコン量子コンピュータがこれまでのシリコン微細加工の技術を活かすことができ、量子ビットの大規模集積化に適しているので注目を集めてきた。シリコン量子コンピュータは核スピンを持たないシリコン基板を用意し、その中に核スピンをもつリン原子を埋め込んで等間隔に配列する。シリコン基板で原子レベルの精密さでリン原子を配列させることは、今の半導体プロセスでは不可能である。そこで、原子間力顕微鏡（AFM）を用いて、原子操作によってそれを行うことを目的としている。AFMによりシリコン表面の個々のリン原子を可視化し識別した上で操作を行って、所望の配列に並べる計画である。今回、シリコン表面にリン原子を導入して、AFM観察することに成功した。個々のリン原子を可視化して、シリコン原子とリン原子とを区別することができた。探針先端の状態によって、AFM像におけるリン原子のコントラストが様々に変わることが判明した。一方、異種原子の配列に適したシリコン表面を模索するために、シリセンの構造解析も行った。Ag基板にシリコンを蒸着することによって、単層のシリセンを作成することに成功した。そしてAFMによる高分解能観察によって、構造を同定することができた。また、シリコンを多く蒸着した場合においては、最表面にAg原子が配列した構造ができることが実空間で示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
シリコン基板にリン原子を導入した試料を作成し、個々のリン原子を可視化することに成功した。一方、異種原子の配列に適したシリコン表面を模索するために、シリセンの構造解析を行った結果、Ag基板へのシリコンの蒸着量によって、様々な表面構造ができることが実空間で示された。表面構造解析におけるAFMの高い能力が示されたと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続きシリコン表面にリン原子を吸着させた系において、原子イメージングを行い、原子間力による化学状態の識別および操作の実験を行っていく。特に、AFMのコントラストについて、原子間力測定によって明らかにすることが重要である。
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| Causes of Carryover |
（理由）
試料基板にターゲット元素を蒸着するための蒸着器の機構について、試行錯誤していたため。
（使用計画）
精密な蒸着を可能にする蒸着の機構と合わせて、精密計測を行うシステムを構築していく予定である。
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Research Products
(28 results)
