Development of single dopant circuit by deterministic doping and application to stochastic processing

• Project/Area Number: 18H03766
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 品田 賢宏 東北大学, 国際集積エレクトロニクス研究開発センター, 教授 (30329099)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷井 孝至 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20339708) ; 大矢 剛嗣 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30432066) ; 河野 行雄 中央大学, 理工学部, 教授 (90334250) ; 井上 耕治 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (50344718) ; 清水 康雄 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 磁性・スピントロニクス材料研究拠点, NIMS特別研究員 (40581963)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥43,940,000 (Direct Cost: ¥33,800,000、Indirect Cost: ¥10,140,000); Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2020: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000); Fiscal Year 2019: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2018: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
• Keywords: 決定論的ドーピング法 / 量子物性制御 / 量子物性制御デバイス / 確率的情報処理回路・システム / 量子計測

Outline of Annual Research Achievements

①決定論的ドーピング法の多元化と量子機能の発現：1)新たな液体金属イオン源を開発し、質量分離可能な集束イオンビーム装置およびシングルイオン注入装置に搭載することで、決定的ドーピング法の多元化を進めた。ガスイオン源の搭載による軽元素の注入可能性については、現有装置への搭載が不可能であったことから、特にシリコンやダイヤモンドのバンドギャップ中に不純物準位を形成する液体金属イオン源を開発することによる代替法の構築を行った。2)シリコン中に不純物を注入し、深い不純物準位の形成とその室温特性を利用した量子輸送特性評価を行った。また、シングルイオン注入法を用いて、シリコン中に希土類元素を注入し、その内殻電子の励起・緩和を活用した単一光子源の開発を進めた。ダイヤモンド中のNVセンターの活用では、NVセンターと他の電子スピンとの磁気的結合を活用した量子ビットの形成と応用を目指している。
②単一ドーパント量子ドットを用いたTHz波検出器の開発と量子コヒーレント制御：ドーパントへのテラヘルツ集光効率向上のための更なる光電界集中構造の検討を、シミュレーションと実験の両面から行った。誘電率を適切に設定することで、光電界サイズの局限化に成功した。また、テラヘルツ波検出に対するドーパント分布の効果について考察を行い、ドーパント同士の距離を制御することで、 検出帯域をチューニングできる可能性を示した。
③単一ドーパント量子物性制御デバイスの回路実装：単一ドーパント情報処理回路向けのシミュレータ作成を進めた。単一ドーパント量子系に発現する現象・動作を表現するシミュレータの開発を進めると同時に、同回路に実装する具体的な自然・生物的情報処理アーキテクチャの設計、及び試作中のシミュレータにてその動作確認を進め、それらの有用性を確認し、国際会議等で成果発表を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

理由
①決定論的ドーピング法の多元化と量子機能の発現
1) 昨年度には、希土類元素として、これまでのErに加え、CeおよびGdを含む液体イオン源の開発を行い、シングルイオン注入装置に搭載してイオン注入可能であることを実験的に確認した。
2) シリコン中に注入されたGeが形成するGeV欠陥の電子状態に関する理論的解析を進め、シングルイオン注入を用いて作製した、シリコンMOSトランジスタのチャネル中のGeの１次元配列形成の量子的電子輸送特性と比較検討し、その成果をAdvanced Functional Materials誌で発表した。シリコンへのEr注入おいてSiナノ構造中のErからのフォトルミネッセンス特性評価を継続して行った。ナノ構造形成のためのドライエッチングによるダメージが背景光をもたらすことが実験的に明らかとなったため、昨年度には、ナノ構造形成をドライエッチングからウェットエッチングに改良したプロセスを試した。しかしながら、Erの発光を増大させる酸素の共添加が、ウェットエッチングのマスクとなるSiO2膜のエッチング耐性を低下させることが判明し、この問題を解決できるプロセスを構築した。
②単一ドーパント量子ドットを用いたTHz波検出器の開発と量子コヒーレント制御：センシングの領域がテラヘルツ波の波長よりもはるかに小さいため、光電界集中構造の最適化は重要な課題である。今年度見出した構造はこの課題解決に資するため、大きな知見となる。また、ドーパント分布がテラヘルツ検出の性能に関わることは制御性の点で重要な情報である。
③単一ドーパント量子物性制御デバイスの回路実装：単一ドーパント回路を基盤とするリザーバコンピューティング系情報処理システム（ニューラルネットワーク系）や雑音利用系システムの構築と、その挙動を表現するシミュレータの構築が順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

①決定論的ドーピング法の多元化と量子機能の発現
1) 決定的ドーピング法の多元化：ガスイオン源の搭載による軽元素の注入可能性については、軽元素を吸蔵できる金属を用いて液体金属イオン源とすることで、その代替法の構築を目指す。
2) 決定的ドーピング法による単一量子準位系の形成：ナノ構造を用いたシリコン中Erの発光強度増大について、2021年度にナノ構造形成における問題点を解決できるプロセスを構築したので、そのプロセスを用いて継続的にフォトルミネッセンス特性評価を行う。2021年度に開発したGdを含む液体金属イオン源やそれまでに開発済みの希土類元素を含む液体金属イオン源を、シングルイオン注入装置を用いてダイヤモンド中に打ち込むことで、NVセンターと希土類元素の内殻電子との磁気的結合を活用した量子ビットの形成と応用を目指す。
②単一ドーパント量子ドットを用いたTHz波検出器の開発と量子コヒーレント制御：昨年度までに得られた知見を元に、ドーパント量子デバイスのテラヘルツ応答の 観測を行い検出性能を評価する。
③単一ドーパント量子物性制御デバイスの回路実装：引き続き、世界初となる単一ドーパント情報処理システム用の回路シミュレータの完成を目指す。また、単一ドーパント回路用自然・生物的情報処理システムの構築、特にリザーバコンピューティング系や雑音利用系のシステム構築の検討を進める。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Consiglio Nazionale delle Ricerche/Politecnico di Milano(イタリア)
• [Int'l Joint Research] Universita degli Studi di Milano/Consiglio Nazionale delle Ricerche/Politecnico di Milano(イタリア)
• [Int'l Joint Research] University of Surrey(英国)
• [Int'l Joint Research] Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)/Polytechnic University of Milan(イタリア)
• [Int'l Joint Research] Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)/ETSF(イタリア)
• [Journal Article] Noise-harnessing single-electron circuit with symmetrical, simple pair circuit structure and application to full adder circuit (2021)
  • Author(s): Kaide Risa, Oya Takahide
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics Volume: 60 Pages: 085001-085001
  • DOI: 10.35848/1347-4065/ac1039
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] テラヘルツカメラパッチ：フレキシブル非破壊検査シートへの応用 (2021)
  • Author(s): 河野行雄
  • Journal Title: 検査技術 Volume: 26 Pages: 7-14
  • NAID: 40022758122
• [Journal Article] Series Photothermoelectric Coupling Between Two Composite Materials for a Freely Attachable Broadband Imaging Sheet (2021)
  • Author(s): Kou Li, Daichi Suzuki, and Yukio Kawano
  • Journal Title: Advanced Photonics Research Volume: 2 Pages: 2000095-2000095
  • DOI: 10.1002/adpr.202000095
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A terahertz video camera patch sheet with an adjustable design based on self‐aligned, 2D, suspended sensor array patterning (2021)
  • Author(s): Daichi Suzuki, Kou Li, Koji Ishibashi, and Yukio Kawano
  • Journal Title: Advanced Functional Materials Volume: 31 Pages: 2008931-2008931
  • DOI: 10.1002/adfm.202008931
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Frequency Tunable Terahertz Plasmonic Structure based on Solid Immersed Method for Sensing (2021)
  • Author(s): Toshio Sugaya and Yukio Kawano
  • Journal Title: Sensors Volume: 21 Pages: 1419-1419
  • DOI: 10.3390/s21041419
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Position‐Controlled Functionalization of Vacancies in Silicon by Single‐Ion Implanted Germanium Atoms (2021)
  • Author(s): Achilli Simona, Le Nguyen H., Fratesi Guido, Manini Nicola, Onida Giovanni, Turchetti Marco, Ferrari Giorgio, Shinada Takahiro, Tanii Takashi, Prati Enrico
  • Journal Title: Advanced Functional Materials Volume: - Pages: 2011175-2011175
  • DOI: 10.1002/adfm.202011175
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Design of a single-electron neural network circuit controlling weights for reservoir computing (2021)
  • Author(s): Ueno Masaki, Oya Takahide
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics Volume: 60
  • DOI: 10.35848/1347-4065/abe7fe
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 共鳴周波数可変型プラズモニックテラヘルツ集光デバイスによる生体分光画像観察 (2020)
  • Author(s): 河野 行雄
  • Journal Title: 光学 Volume: 49 Pages: 501-507
• [Journal Article] Feasibility and advantage of reservoir computing on single-electron devices (2020)
  • Author(s): Oya Takahide
  • Journal Title: Japanese Journal of Applied Physics Volume: 59 Pages: 040602-040602
  • DOI: 10.35848/1347-4065/ab79fc
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Design of “bubble-inspired single-electron circuit” mimicking behavior of bubble film (2019)
  • Author(s): N. Kurata and T. Oya
  • Journal Title: NOLTA Volume: 10 Issue: 4 Pages: 399-413
  • DOI: 10.1587/nolta.10.399
  • NAID: 130007722659
  • ISSN: 2185-4106
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Terahertz detection with an antenna-coupled highly-doped silicon quantum dot (2019)
  • Author(s): Takuya Okamoto, Naoki Fujimura, Luca Crespi, Tetsuo Kodera, and Yukio Kawano
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Pages: 1-6
  • DOI: 10.1038/s41598-019-54130-0
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Continuously Frequency-Tuneable Plasmonic Structures for Terahertz Bio-sensing and Spectroscopy (2019)
  • Author(s): Xiangying Deng, Leyang Li, Mitsuhiro Enomoto, and Yukio Kawano
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Pages: 3498-3498
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] テラヘルツ帯プラズモニック構造体とフレキシブル撮像素子 (2019)
  • Author(s): 菅谷 俊夫、河野 行雄
  • Journal Title: 次世代センサ Volume: 28 Pages: 2-2
• [Journal Article] Effect of carbon on boron diffusion and clustering in silicon: Temperature dependence study (2018)
  • Author(s): Tu Y.、Shimizu Y.、Kunimune Y.、Shimada Y.、Katayama T.、Ide T.、Inoue M.、Yano F.、Inoue K.、Nagai Y.
  • Journal Title: Journal of Applied Physics Volume: 124 Pages: 155702-155702
  • DOI: 10.1063/1.5048313
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] GeVn complexes for silicon-based room-temperature single-atom nanoelectronics (2018)
  • Author(s): Simona Achilli, Nicola Manini, Giovanni Onida, Takahiro Shinada, Takashi Tanii, and Enrico Prati
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Pages: 180054-180054
  • DOI: 10.1038/s41598-018-36441-w
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Near-Field Infrared Investigations of an Arm-Terminated Spiral Structure with Bow-tie Probe (2018)
  • Author(s): Takuya Okamoto, Toshio Sugaya, Naoki Fujimura, Kou Ishikawa, and Yukio Kawano
  • Journal Title: Journal of Physics Communications Volume: 2 Pages: 105004-105004
  • DOI: 10.1088/2399-6528/aadec3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] A carbon nanotube terahertz camera patch sheet for multi-view imaging (2022)
  • Author(s): Y. Kawano
  • Organizer: 5th International Caparica Symposium on Nanoparticles/Nanomaterials and Applications 2022
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ダイヤモンド上マイクロ波照射用銅めっき導波路の作製による単一NVセンターを用いたODMR計測の時間安定性向上 (2022)
  • Author(s): 津川雅人，齋藤悠太，上田優樹，大谷和毅，齋藤美紀子，品田高宏，谷井孝至
  • Organizer: 第69回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] ナノダイヤモンド中のNVセンターの荷電状態を介した水溶液中電位計測 (2022)
  • Author(s): 朴相みん，中村洸介, 徐海州, 樋口大智, 大島武, 小野田忍, 谷井孝至
  • Organizer: 第69回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] アリの挙動に学ぶ単電子情報処理回路へのシミュレーテッド・アニーリング実装検討 (2022)
  • Author(s): 岡田壮一, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第69回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] オオカミの群れ挙動に学ぶ単電子回路における追跡挙動表現の検討 (2022)
  • Author(s): 小川 陸, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第69回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 無向グラフの一筆書き手順を導出可能な単電子情報処理回路の設計 (2022)
  • Author(s): 塚田聖司, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第69回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 方向自在な単電子平行波発生・進行回路の性能評価 (2022)
  • Author(s): 中森唯斗, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第69回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 分子コンピューティングの原理に学ぶ単電子情報処理回路における分子濃度表現 (2022)
  • Author(s): 横山海里, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第69回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 単電子リザーバコンピューティング回路の新設計と学習機能の実装 (2022)
  • Author(s): 渡邉隼弥, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第69回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] Design of new single-electron information-processing circuit mimicking Levy walks (2021)
  • Author(s): T. Sumino and T. Oya
  • Organizer: Silicon Nanoelectronics Workshop 2021 (SNW 2021)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Information processing nanodevices learning from natural system (2021)
  • Author(s): T. Oya
  • Organizer: 2021 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD 2021)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ナノダイヤモンドを用いた神経細胞活動計測に向けた研究 (2021)
  • Author(s): 中村洸介, 徐海州, 朴サンミン, 大島武, 小野田忍, 谷井孝至
  • Organizer: 量子生命科学会 第３回大会
• [Presentation] ダイヤモンド中の単一NVセンターを用いた量子ヘテロダインによる交流磁場計測 (2021)
  • Author(s): 大谷和毅, 齋藤悠太, 上田優樹, 寺地徳之, 小野田忍, 大島武, 山田圭介, 加田渉, 川原田洋, 磯谷順一, 谷井孝至
  • Organizer: 量子生命科学会 第３回大会
• [Presentation] ナノダイヤモンド中NVセンターの量子特性の評価 (2021)
  • Author(s): 徐海洲，中村洸介，朴サンミン，大島武，小野田忍，谷井孝至
  • Organizer: 量子生命科学会 第３回大会
• [Presentation] ダイヤモンド中の単一NVセンターを用いた量子ヘテロダイン測定における雑音因子に関する理論的考察 (2021)
  • Author(s): 上田優樹, 齋藤悠太，大谷和毅，津川雅人，早坂京祐，金久京太郎，上田真由，川原田洋，谷井孝至
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] ナノピラー構造を組み込んだEr:O共添加Siダイオードの電気伝導特性およびエレクトロルミネッセンス計測 (2021)
  • Author(s): 古瀬遼, 藤本宇郁, 魏啓楠, 鈴木雄大, アブデルガファ愛満, 矢野真麻, 千葉悠貴, Enrico Prati, Michele Celebrano, 佐藤真一郎, 品田高宏, 谷井孝至
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 単電子回路による流体モデルの圧力項表現 (2021)
  • Author(s): 角野友裕, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 巡回セールスマン問題を解く単電子粘菌回路の動作性能評価 (2021)
  • Author(s): 松岡拓哉, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] アリの挙動に学ぶ単電子情報処理回路の新設計 (2021)
  • Author(s): 岡田壮一, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] オオカミの群れの挙動に学ぶ情報処理の単電子回路実装検討 (2021)
  • Author(s): 小川 陸, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] カーボンナノチューブ複合布を応用した電磁波シールドの検討 (2021)
  • Author(s): 齋藤真周, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 単電子回路への一筆書きアルゴリズム実装検討 (2021)
  • Author(s): 塚田聖司, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] カーボンナノチューブ複合紙の熱電発電性能の向上検討 (2021)
  • Author(s): 島本優樹, 深山歩夢, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] カーボンナノチューブ複合紙アクチュエータの炭素粉末添加による性能向上検討 (2021)
  • Author(s): 豊増遼大, 安保貴大, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 単電子反応拡散回路における平行波の表現 (2021)
  • Author(s): 中森唯斗, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] カーボンナノチューブ複合糸による「ペルチェ糸」の性能向上検討 (2021)
  • Author(s): 山辺柾斗, 向井春奈, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 分子コンピューティングの原理に学ぶ単電子情報処理 (2021)
  • Author(s): 横山海里, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 結合強度制御機能を導入した単電子リザーバコンピューティング回路 (2021)
  • Author(s): 渡邉隼弥, 上野正暉, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] サブ波長領域でのセンシングに向けた固浸法テラヘルツ帯ブルズアイ構造体の 3Dアパチャー形状 (2021)
  • Author(s): 西山黎，菅谷俊夫，河野行雄
  • Organizer: 第82回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] Freely attachable broadband camera sheet based on series photo-thermoelectric coupling structure (2021)
  • Author(s): Kou Li and Yukio Kawano
  • Organizer: 1st Japan-France Virtual Workshop on Thermoelectrics
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Design of comb-shaped single-electron slime mold circuit and its applications to solving travelling salesman problem (2021)
  • Author(s): T. Matsuoka and T. Oya
  • Organizer: 34th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2021)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Self-align fabrication of nano-reservoirs with NV centers in diamondfor high-resolution nano-NMR (2021)
  • Author(s): Y. Saito, K. Ohtani, Y. Ueda, M. Tsugawa, K. Nakamura, G. Akirabha, T. Teraji, S. Onoda, K. Yamada, T. Ohshima, T. Shinada, H. Kawarada, I. Isoya, T. Tanii
  • Organizer: 42nd International Symposium on Dry Process (DPS2021)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Design of new single-electron circuit for representation of fluid model (2021)
  • Author(s): T. Sumino and T. Oya
  • Organizer: The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Design of single-electron slime mold circuit and its application to solving travelling salesman problem (2021)
  • Author(s): T. Matsuoka and T. Oya
  • Organizer: The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] カーボンナノチューブによるシート状フレキシブルテラヘルツ帯イメージャーと 検査分析応用 (2021)
  • Author(s): 河野 行雄
  • Organizer: テラヘルツ材料セミナー
  • Invited
• [Presentation] ナノピラー構造を組み込んだ Er:O 共添加 Si ダイオードの電気伝導特性およびエレクトロルミネッセンス計測 (2021)
  • Author(s): 古瀬 遼、藤本 宇郁、魏 啓楠、アブデルガファ 愛満、矢野 真麻、千葉 悠貴、Enrico Prati、Michele Celebrano、佐藤 真一郎、品田 高宏、谷井 孝至
  • Organizer: 第68回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 流体の拡散を表現する単電子回路の定量的評価と改善 (2021)
  • Author(s): 角野 友裕, 大矢 剛嗣
  • Organizer: 第68回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 巡回セールスマン問題を解く単電子粘菌回路の改良検討 (2021)
  • Author(s): 松岡 拓哉, 大矢 剛嗣
  • Organizer: 第68回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] オオカミの群れの挙動に学ぶ情報処理の単電子回路実装 検討 (2021)
  • Author(s): 小川 陸, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第68回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 一筆書きの定理をモデルとした単電子情報処理回路の設計 (2021)
  • Author(s): 塚田聖司, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第68回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] Electroluminescence of Er:O-doped nano pn diode in silicon-on-insulator and its current-voltage characteristics at room temperature (2020)
  • Author(s): T. Fujimoto, K. Gi, S. Bigoni, M. Celebrano, M. Finazzi, G. Ferrari, T. Shinada, E. Prati, T. Tanii
  • Organizer: 2020 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Symmetrical, simple pair circuit on single-dopant device with thermal-noise-harnessing ability and its application to a full adder circuit (2020)
  • Author(s): R. Kaide, T. Shinada, T. Oya
  • Organizer: 20th International Conference on Nanotechnology (IEEE NANO)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Subwavelength biological spectroscopy and imaging with frequency-tunable terahertz plasmonic structures (2020)
  • Author(s): Y. Kawano
  • Organizer: SPIE International Symposium on Optics and Photonics
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] フレキシブル・ウェアラブル広帯域光・テラヘルツカメラと分析 検査応用 (2020)
  • Author(s): 河野 行雄
  • Organizer: レーザ・量子エレクトロニクス研究会 8月研究会「受光素子，変調 器，光部品・電子デバイス実装・信頼性，及び一般」
• [Presentation] Design of Weight Function Controllable Single-Electron Neural Network Circuit for Reservoir Computing (2020)
  • Author(s): M. Ueno, T. Oya
  • Organizer: 33rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2020)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Design of Single-Electron Information-Processing Circuit Modeled on Behavior of Fish Shoals (2020)
  • Author(s): H. Yamashita, T. Oya
  • Organizer: 33rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2020)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 単電子デバイスによるダイクストラ法の表現 (2020)
  • Author(s): 上野正暉, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第81回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 素子ばらつきを考慮した熱雑音を利用する単電子メモリ対回路の全加算器応用 (2020)
  • Author(s): 開出理砂, 大矢剛
  • Organizer: 第81回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 魚群の挙動をモデルとした単電子情報処理回路の設計 (2020)
  • Author(s): 山下秀人, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第81回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 単電子回路による流体モデル表現 (2020)
  • Author(s): 角野友裕, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第81回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 巡回セールスマン問題を解く単電子粘菌回路の検討 (2020)
  • Author(s): 松岡拓哉, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第81回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] フレキシブル広帯域光センサアレイと生体センシン グ応用 (2020)
  • Author(s): 河野 行雄
  • Organizer: 日本金属学会2020年秋期大会シンポジウム「医用材料・医療機器開発 の最前線（Ⅱ）～光を用いる生体情報イメージング～」
  • Invited
• [Presentation] Single Ion Implanted Silicon Devices Towards FewPhotons Emission Regime For Space Quantum Communications (2020)
  • Author(s): E. Prati, T. Shinada, T. Tanii
  • Organizer: OSA Quantum 2.0 Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 走査型近接場光顕微鏡を用いた光電界ベクトル分布のナノスケー ル直接観測とその応用 (2020)
  • Author(s): 河野 行雄
  • Organizer: 日本光学会年次大会シンポジウム「光波シンセシスと ナノオプティクス」
• [Presentation] 高分解能ナノ NMR に向けたダイヤモンドへの NV センターと微小容器の一括形成 (2020)
  • Author(s): 齋藤悠太、石井邑、川勝一斗、永岡希朗、畑雄貴、中村洸介、榎田尊昭、徐海州、薗田隆弘、立石哲也、金久京太郎、寺地徳之、小野田忍、樋口泰成、山田圭介、大島武、品田高宏、川原田洋、加田渉、花泉修、磯谷順一、谷井孝至
  • Organizer: 2020年 第67回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 単電子リザーバコンピューティングへの結合強度制御回路の検討 (2020)
  • Author(s): 上野正暉, 大矢剛嗣
  • Organizer: 2020年 第67回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 熱雑音を活用する単電子メモリ対回路を用いた多ビット全加算器応用 (2020)
  • Author(s): 開出理砂, 大矢剛嗣
  • Organizer: 2020年 第67回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 魚群に学ぶ単電子情報処理回路の設計 (2020)
  • Author(s): 山下秀人, 大矢剛嗣
  • Organizer: 2020年 第67回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 単電子デバイスによるインド式計算の表現 (2020)
  • Author(s): 小川 稜, 大矢剛嗣
  • Organizer: 2020年 第67回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 単電子デバイスによる乱流解析 (2020)
  • Author(s): 角野友裕, 大矢剛嗣
  • Organizer: 2020年 第67回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 単電子粘菌の巡回セールスマン問題への応用 (2020)
  • Author(s): 松岡拓哉, 大矢剛嗣
  • Organizer: 2020年 第67回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] フレキシブル・ウェアラブル広帯域光・テラヘルツカメラと分析検査応用 (2020)
  • Author(s): 河野行雄
  • Organizer: 電子情報通信学会総合大会企画シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] Opportunities of deterministic doping technology for quantum and stochastic processing (2019)
  • Author(s): Takahiro Shinada, Takashi Tanii, Takahide Oya, Yasuo Shimizu, Koji Inoue, Yukio Kawano and Enrico Prati
  • Organizer: 235th ECS Meeting
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Resonant Photocurrent at 1550 nm in an Erbium Low-Doped Silicon Transistor at Room Temperature (2019)
  • Author(s): E. Prati,M. Celebrano, L. Ghirardini, M. Finazzi,G. Ferrari, T. Shinada, K. Gi, Y. Chiba, A. Abdelghafar, M. Yano, T. Tanii
  • Organizer: 2019 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] esign of multi-layer single-electron circuit mimicking behavior of bubble film for solving Steiner tree problem (2019)
  • Author(s): N. Kurata, T. Oya
  • Organizer: 45th International Conference on Micro & Nano Engineering (MNE 2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 生物に学ぶ新しい情報処理デバイス (2019)
  • Author(s): 大矢剛嗣
  • Organizer: 2019年 第80回応用物理学会秋季学術講演会
  • Invited
• [Presentation] シャボン膜の挙動を模倣した単電子情報処理回路の設計 (2019)
  • Author(s): 倉田信彦, 大矢剛嗣
  • Organizer: 2019年 第80回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 単電子回路へのリザーバコンピューティングの実装検討 (2019)
  • Author(s): 上野正暉, 大矢剛嗣
  • Organizer: 2019年 第80回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 熱雑音を利用する単電子メモリ対回路を用いた全加算器の多段化検討 (2019)
  • Author(s): 開出理砂, 大矢剛嗣
  • Organizer: 2019年 第80回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] MOSトランジスタへのErイオン注入と1.5 μm帯光励起電流の計測 (2019)
  • Author(s): 藤本宇郁, 魏啓楠, 鈴木雄大, 清水康雄, 井上耕治, 永井康介, M.Celebrano, E. Prati, L. Ghirardini, M. Finazzi, 品田高宏, 谷井孝至
  • Organizer: 東北大学金属材料研究所付属量子エネルギー材料科学国際研究センター 2019年度大洗アルファ合同研究会
• [Presentation] Single atom silicon devices for quantum technologies: from nanoelectronics to optics (2019)
  • Author(s): Enrico Prati, Takahiro Shinada and Takashi Tanii
  • Organizer: Single Photon Workshop 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Self-align fabrication of nano-reservoir with NV center in diamond surface for nuclear magnetic resonance of small molecules (2019)
  • Author(s): Kazuto Kawakatsu, Yu Ishii, Yuki Hata, Yuta Saito, Kosuke Nakamura, Kirou Nagaoka, Takahiro Sonoda, Tetsuya, Tatsuishi, Tokuyuki Teraji, Shinobu Onoda, Taisei Higuchi, Keisuke Yamada, Takeshi Oshima, Takahiro Shinada, Hiroshi Kawarada, Wataru Kada, Osamu Hanaizumi, Junichi Isoya and Takashi Tanii
  • Organizer: 32nd International Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 2次元フレキシブル広帯域光検出センサー (2019)
  • Author(s): 河野行雄
  • Organizer: 日本金属学会研究会「光を用いた生体情報イメージング」
  • Invited
• [Presentation] 赤外近接場光を使った表面光ベクトル場のナノスケール計測- 格子振動共鳴も利用して (2019)
  • Author(s): 岡本拓也、河野行雄
  • Organizer: 日本光学会 ナノオプティクス研究グループ 第26回研究討論会
  • Invited
• [Presentation] ダイヤモンド中単一NVセンターのパルス光磁気共鳴測定のためのローエンドFPGAへのフォトンカウンタの実装 (2019)
  • Author(s): 永岡 希朗, 畑 雄貴, 川勝 一斗, 石井 邑, 福田 諒介, 寺地 徳之, 小野田 忍, 大島 武, 品田 高宏, 川原田 洋, 磯谷 順一，谷井 孝至
  • Organizer: 2019年第66回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] イオン注入による単一不純物欠陥の規則的配列形成とその応用 －ダイヤモンド中浅い単一NVセンターの配列形成－ (2019)
  • Author(s): 谷井 孝至, 品田 高宏, 寺地 徳之, 小野田 忍, 大島 武, McGuinness Liam, Jelezko Fedor, Liu Yan, Wu E, 加田 渉，花泉 修，川原田 洋，磯谷 順一
  • Organizer: 2019年第66回応用物理学会春季学術講演会
  • Invited
• [Presentation] シャボン膜の挙動を模倣した単電子デバイスの設計 (2019)
  • Author(s): 倉田信彦, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第66回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 学習機能を実装した単電子ニューラルネットワーク (2019)
  • Author(s): 上野正暉, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第66回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 熱雑音を利用する単電子メモリ対回路の設計と多数決論理ゲート応用 (2019)
  • Author(s): 開出理砂, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第66回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] 魚群に学ぶ単電子情報処理 (2019)
  • Author(s): 山下秀人, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第66回応用物理学会春季学術講演会
• [Presentation] Study of noise- and fluctuation-harnessing single-dopant device (2018)
  • Author(s): T. Oya, and T. Shinada
  • Organizer: 2018 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Design of neural network construction for pulse signal generating and propagating medium (2018)
  • Author(s): W. Zheng and T. Oya
  • Organizer: 2018 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Design of "bubble-Inspired Single-Electron circuit" Mimicking Behavior of Bubble Film (2018)
  • Author(s): N. Kurata and T. Oya
  • Organizer: 2018 International Symposium on Nonlinear Theory & Its Applications (NOLTA 2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Noise-Harnessing Nanodevices (2018)
  • Author(s): T. Oya
  • Organizer: 2018 International Symposium on Nonlinear Theory & Its Applications (NOLTA 2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Controlled Creation of Erbium-Oxygen Centers in Silicon by Deterministic Ion Implantation for Room-Temperature Photoluminescence at Telecom Wavelength (2018)
  • Author(s): T. Tanii, Y. Suzuki, K. Gi, M. Celebrano, L. Ghirardini, P. Biagioni, M. Finazzi, Y. Shimizu, Y. Tu, K. Inoue, Y. Nagai, E. Prati, T. Shinada
  • Organizer: 22nd International Conference on Ion Implantation Technology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] シリコン中におけるエルビウム-酸素複合体の室温での光学的活性の理解 (2018)
  • Author(s): 清水 康雄、Y. Tu、アブデルガファ 愛満、鈴木 雄大、魏 啓楠、谷井 孝至、品田 高宏、Prati Enrico、Celebrano Michele、Finazzi Marco、Ghirardini Lavinia、井上 耕治、永井 康介
  • Organizer: 第79回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] 浅い単一NVセンターの規則配列を用いたナノNMRのスピンノイズ解析 (2018)
  • Author(s): 石井 邑、福田 諒介、Priyadharshini Balasubramanian、東又 格、永岡 希朗、河合 空1、薗田 隆弘、寺地 徳之、小野田 忍、春山 盛善、山田 圭介、稲葉 優文、山野 颯、Felix M. Stuerner、Simon Schmitt、Liam P. McGuinness、Fedor Jelezko、大島 武、品田 高宏、川原田 洋、加田 渉、花泉 修、磯谷 順一、谷井 孝至
  • Organizer: 第79回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] パルス発生・伝搬場で表現するニューラルネットワーク (2018)
  • Author(s): 鄭 万輝, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第79回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] シャボン膜の挙動を模倣した単電子回路設計 (2018)
  • Author(s): 倉田信彦, 大矢剛嗣
  • Organizer: 第79回応用物理学会秋季学術講演会
• [Presentation] Lithographically Engineered Shallow Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond for External Nuclear Spin Sensing (2018)
  • Author(s): R Fukuda, P Balasubramanian, I Higashimata, Y Ishii, K Nagaoka, S Kawai, T Sonoda, T Teraji, S Onoda, M Haruyama, K Yamada, M Inaba, H Yamano, F Stuerner, S Schmitt, L P McGuiness, F Jelezko, T Ohshima, T Shinada, H Kawarada, W Kada, O Hanaizumi, J Isoya, T Tanii
  • Organizer: 14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Dopant Behavior in Semiconductor Materials and Nanostructures Analyzed by Atom Probe Tomography (2018)
  • Author(s): Y. Shimizu
  • Organizer: 第19回「イオンビームによる表面・界面解析」特別研究会
  • Invited
• [Presentation] ナノカーボン材料並びにプラズモニック構造によるテラヘルツ帯撮像素子－マルチビュー計測と超解像計測－ (2018)
  • Author(s): 河野行雄
  • Organizer: 電子情報通信学会テラヘルツ応用システム研究会
  • Invited
• [Presentation] テラヘルツ物質・バイオ分析：ナノカーボン材料・プラズモニクスの応用 (2018)
  • Author(s): 河野行雄
  • Organizer: 第15回プラズモニック化学研究会シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] Atom probe study of silicon-based device structures (2018)
  • Author(s): Y. Shimizu
  • Organizer: Atom Probe Tomography and Microscopy (APT&M) 2018
  • Int'l Joint Research / Invited