| 研究課題/領域番号 |
06452229
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子デバイス・機器工学
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| 研究機関 | 横浜国立大学 |
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研究代表者 |
菅原 昌敬 (1996) 横浜国立大学, 工学部, 教授 (40017900)
吉川 信行 (1994-1995) 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (70202398)
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| 研究分担者 |
金田 久善 横浜国立大学, 工学部, 助手 (30242382)
吉川 信行 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (70202398)
菅原 昌敬 横浜国立大学, 工学部, 教授 (40017900)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1996年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
1995年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1994年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
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| キーワード | クーロンブロッケイド / シングルエレクトロニクス / SET効果 / 単電子トランジスタ / 単電子デバイス / 集積回路 / 単一電子トランジスタ / シングルエレクトロントランジスタ / 論理回路 |
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| 研究概要 |
本研究は、単一電子トランジスタを用いた各種論理回路の提案、動作特性の解析を行ない、単一電子回路のデジタルエレクトロニクスへの応用の可能性を検討した。更に微小トンネル接合の2次元アレイである微粒子薄膜を用いたブリッジ接合において、単一電子トンネル効果の存在を実験的に検証し、これらの系における単電子効果を利用した電界効果デバイスの実現を目指した。
まず、単一電子トランジスタを用いた各種2値論理型論理回路(抵抗負荷型容量結合単一電子論理回路、抵抗負荷型抵抗結合単一電子論理回路、相補型容量結合単一電子論理回路、および相補型抵抗結合単一電子論理回路)に関し、その動作特性をセミクラシカルな理論に基づいて解析し、論理レベルの時間安定性、固定電荷の影響、動作マージン、等を調べ、大規模論理回路に適した回路方式の検討を行った。その結果、抵抗負荷型の論理回路が、回路の安定性、固定電荷の影響、ならびに回路のロバスト性の面で最も優れていることを明らかにした。
また、ナノメータ微粒子薄膜ブリッジ接合を製作し、これらのゲート電界印加効果を調べ、単一電子トランジスタの構成要素としての動作性態を評価した。その結果、これらの特性が微小トンネル接合の2次元アレイでモデル化した理論と一致すること、ブリッジ部の大きさがアレイ中に存在する電荷ソリトンの大きさに比べて小さくなると、ゼロ次元的あるいは1次元的に振舞うことを見出した。以上の原理を利用すれば、単電子トンネル効果を利用した素子を容易に製作でき、単電子エレクトロニクスの発展に大きく寄与するものと考えられる。
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