2012 Fiscal Year Research-status Report
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24656238
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
松尾 直人 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10263790)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
部家 彰 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80418871)
山名 一成 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70192408)
神田 一浩 兵庫県立大学, 付置研究所, 教授 (20201452)
大村 泰久 関西大学, 工学部, 教授 (20298839)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 電荷保持 |
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| Research Abstract |
我々は長鎖（136nm）DNAが電荷保持特性を有する現象を世界で初めて発見し，2011年にSolid State Dev. and Mat.国際会議に発表した．DNAがトランジスタ特性を示す事はこれまでに何例も報告されているが，電荷保持特性に関する報告は皆無であった．本研究においては，電荷保持特性の機構を明らかにする事，短鎖（数nm）DNAにおいても電荷保持特性を有する現象を確認する事，DNAの電荷保持特性における信頼性を確認する事，そして最後に，現状はSi基板をゲート電極とした電界効果トランジスタ（FET）により検討しているが，ボトムゲート電極をもつDNAFETにより電荷保持特性を確認する事，以上が本研究の目的である．この目的を達成する事により，ユビキタス社会の発展にとっては必要不可欠であるフレキシブル基板上のDRAM,ROM等を備えた『フレキシブル集積回路』の実現に近づく．以上の目的に照らし，該当年度は，１．電荷保持機構の解明：高温～数Kにおけるデトラップさせるゲート印加電圧とId-Vd特性の挙動変化データの取得．トラップ塩基とトラップ準位の同定．２．ナノスケールDNAの電荷保持特性発現：短鎖数nmDNAにおける電荷保持特性の確認．３．信頼性：ストレス印加状態（雰囲気温度≦300℃）において，リフレッシュ有りの場合，繰返しId-Vd特性測定の測定回数閾値（200-300回）の取得．を実行する予定であったが，試料作製（於：京大ナノテクノロジーハブ拠点）に時間を要し，現在，試料作製を検討中である．同時に理論解析を進めたのであるが，塩基中の窒素原子が伝導に寄与する事が明らかになり，１に関しては５０％は完了している．今年度は昨年の遅れを取り戻すべく実験を推進していく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
長チャネル（130-200nm）と短チャネル（10-50nm）のトランジスタを作製予定であったが，Si基板の作製において，予想外に条件出しに困難を極めたため，計画通りには進まなかった．これは作製場所が初めてであった事から，リソグラフィーやエッチングに関する過去のデータ蓄積がなかったからである．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は前年の経験を基に，試料作製を早期に完了し，以下の研究を推進する．
１電荷保持機構の解明：雰囲気温度とデトラップ後のId-Vd特性からトラップ塩基とトラップ準位の同定が可能になる，と考える．トラップ準位は塩基に存在する可能性も強く，Ａ（アデニン）Ｔ（チミン）が相補的に結合した塩基を持つDNA，Ｃ（シトシン）Ｇ（グアニン）が相補的に結合した塩基を持つDNAにおける差異を調べる事から始め，順次，糖と燐酸の骨格部分の調査も行う．
２ナノスケールDNA：現在作製方法を検討中であるが，DNAの自己組織化は長鎖よりは短鎖の方が生じ易い事を考慮すると，ソース・ドレイン間に架橋して数nm～１０数nmのチャネルをDNAで作製する事は困難な技術ではない．
３信頼性：ストレス印加状態の試行錯誤の実験を行う為，２４，２５年度に掛けて検討を行う．尚，これまでに，DNAの信頼性が調査された例はなく，60～100℃で水素結合が解離するという報告はある．本研究では乾燥状態のDNAを扱う点，更に，DNAの禁制帯幅が約5eV（Ref.田畑，川合，”DNAナノテクノロジー，”応用物理 71, pp. 1007-1013, 2002）である点，から雰囲気温度は湿式状態よりは高温（100℃以上）であるが，300℃以下として加速試験を行う予定である．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
京大ナノテクノロジーハブ拠点に於ける試料作製費用：600000円
学会・研究会旅費・宿泊費：300000円
論文投稿費用：200000円
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