2007 Fiscal Year Annual Research Report
ネオシリコンの集積配列制御と量子情報デバイスの試作
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19206035
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小田 俊理 Tokyo Institute of Technology, 量子ナノエレクトロニクス研究センター, 教授 (50126314)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水田 博 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 連携教授 (90372458)
土屋 良重 東京工業大学, 量子ナノエレクトロニクス研究センター, 助教 (80334506)
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| Keywords | ナノ結晶シリコン / LB膜法 / 分散溶液 / 量子情報デバイス / 2重nc-Si量子ドット / 微小電荷検出 / RF-SET |
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| Research Abstract |
シリコンナノドットの集積化技術については、ラングミュア・ブロジェット(LB)膜法による高集積2次元配列制御に成功した。LB法では、水面上に浮遊させたシリコンナノ粒子の面積を制御して配列をさせる技術であるので、ナノ粒子が有機溶媒に分散すること、水と反応しないこと、水面に浮くことなどの条件が必要になる。そのためには、ナノ粒子の表面をシランカップリング剤で修飾することが効果的であった。ゼータ電位の測定などを通じて、シランカップリング剤の性質を定量的に調べた。シランカップリング剤としては、HDMSよりも疎水性を向上させたPDMMが有望であることが分かった。
ネオシリコン量子情報素子の作製と電子輸送評価に関しては、電子ビームマスク技術により、結合量子ドットをナノスケール電極間に配置した構造の作製に成功した。また、多重アイランド単電子トランジスタ構造を作製し、クーロン振動の解析から、結合量子ドットにおける電荷の所在を高感度に検出することが可能であることをシミュレーションとの比較により実証した。
2重リセス構造を有する単電子トランジスタを作製し、強く結合した多重量子ドットに特有なクーロン振動特性を得ることに成功した。この構造のデバイスは、RF整合回路との組み合わせにより、電荷型量子ビットの高速高感度読みとりに対して有望であることを明らかにした。
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