| 研究課題/領域番号 |
12450125
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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・電気材料工学
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
田部 道晴 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80262799)
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| 研究分担者 |
石川 靖彦 静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (60303541)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
10,900千円 (直接経費: 10,900千円)
2002年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
2001年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2000年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
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| キーワード | 連結Siドット / SOI / 電気伝導 / 単電子トンネル / クーロン振動 / 連結型Siドット / KFM / シリコン / 単電子トンネリング / SiN核 / 選択酸化 |
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| 研究概要 |
本研究では、連結量子ドット構造の基礎研究として、単結晶のSiシートで連結された高密度単結晶Siドット(2次元連結Siドット)構造を作製し、その電気伝導機構を解明することを目的とし、研究を進めてきた。
連結型Siドットは、SOI (silicon-on-insulator : SiO_2上に薄い単結晶Si層が形成されている)基板の表面へ、平均10nmオーダーの極微小SiN核を自然形成し、それをマスクとしてSi層を選択酸化する、という独自の方法により実現した。SiN核は、0.5nm程度の原子的厚さしかないが、熱酸化のマスクとしてはたらく。ドットのサイズや平均距離はSiN核の形成条件により制御でき、ドット間の電気的結合の強さは、Siシートの膜厚(選択酸化の量)により制御できる。ドット間のSiシートが十分に薄いと、量子力学的サイズ効果により、この部分の電子準位の量子化が生じ、トンネル障壁としてはたらくことが期待される。
このようにして作製した2次元連結Siドットを、0.2μm幅程度の細線に加工し、さらに細線上にA1電極を0.8μmの距離に対向配置した連結SiドットFET構造を作製するとともに、低温(15K)における電流-電圧(I-V)測定を行った。I-V測定において、単電子トンネルの最も直接的な証拠であるクーロン振動を観測することができた。I-V特性の解釈を進めるとともに、走査プローブ顕微鏡の一種であるケルビンプローブフォース顕微鏡(KFM)を用いて、電子輸送経路の時間的・空間的変化の検出を試みているところである。
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