| 研究課題/領域番号 |
09650393
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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 | 大阪工業大学 |
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研究代表者 |
佐々 誠彦 大阪工業大学, 工学部, 助教授 (50278561)
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| 研究分担者 |
井上 正崇 大阪工業大学, 工学部, 教授 (20029325)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1998年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1997年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
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| キーワード | InAs / AlGaSb / 量子効果デバイス / 原子間力顕微鏡(AFM) / AFM酸化 / 単一電子デバイス / タイプII / 原子間力顕微鏡 / 共鳴トンネル / バンド間トンネル |
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| 研究概要 |
室温動作量子効果デバイス実現のために、InAs系材料で実現すべきサイズ、ならびにそれを実現するための加工技術について検討し、同時に、高品質な結晶を得るための成長条件について調べた。
高温で量子効果を観測するためには、デバイスの微細化が必要となるが、デバイスの微細化にともない、帯電効果による単電子現象も発現する。InAs/AlGaSb ヘテロ構造をディスク構造に加工した場合の、帯電エネルギーと量子閉じ込めエネルギーは、ディスクの半径が150nm程度で競合しはじめることを前年度見い出した。
このような領域での、伝導現象を評価するために、原子間力顕微鏡による陽極酸化プロセスを利用してInAs/AlGaSbヘテロ構造に微細加工を施し、単電子デバイス構造を作製した。低温でのトランジスタ特性から単電子輸送を示すクーロン振動が現れていることが確認された。また、得られた振動パターンの周波数成分の解析から、クーロン振動に量子効果が重畳していることも明らかになった。
さらに微細なパターンを実現する加工技術を検討した。AFMによってInAs層に直接酸化を施すことにより、InAsのエッチング耐性が変化し、選択的なエッチングが可能になることを見出した。この直接酸化のプロセスを利用すると、最小加工寸法が50nm以下になることがわかり、高温量子効果デバイスの実現に向けて大きな成果が得られた。
低温での磁気抵抗測定により、InAsチャネル層中に形成される二次元電子ガスが非常に大きなスピン分離を示すことが明らかになった。スピン・軌道相互作用のパラメータαは1.0x10^<-11>eVm程度と非常に大きく、電子のスピンを利用した新しいタイプのデバイス開発を開発するための材料系としても有望であることがわかった。
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