ナノギャップシステムを用いた強磁性単電子トランジスタの開発

• 研究課題/領域番号: 14J08599
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 須田 隆太郎 東京農工大学, 大学院工学府, 特別研究員(DC2)
• 研究期間 (年度): 2014-04-25 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 単電子トランジスタ / ナノギャップ / FMSET / エレクトロマイグレーション / 量子ポイントコンタクト

研究実績の概要

前年度はNi系ナノギャップを利用し強磁性単電子トランジスタの室温動作を実証した。今年度は素子作製の高スループット化を視野に入れ、ナノシリコン弾道電子源を用いたプリンティング薄膜堆積法の提案と実験的･理論的検証を行った。極微量のCuCl2水溶液を塗布した基板を低気圧不活性ガス中で電子源と近接対向させ弾道電子を直接照射することにより、還元効果に基づくCu薄膜堆積現象を実証した。本手法はCuだけでなく強磁性金属にも適用できると考えられる。これらにより、常温･クリーン･低ダメージの新規固体薄膜堆積法としての有用性が明らかにされ、強磁性単電子デバイスの作製につながる微細プロセス技術を固めることができた。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Reductive Deposition of Thin Cu Films Using Ballistic Hot Electrons as a Printing Beam (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Suda, M. Yagi, A. kojima, N. Mori, J. Shirakashi, and N. Koshida
  • 雑誌名: J. Electrochem. Soc. 巻: 163 号: 6 ページ: E162-E165
  • DOI: 10.1149/2.0921606jes
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Ballistic Hot Electron Emitter and Its Applications to Parallel Processing: Active-Matrix Massive Direct-Write Lithography in Vacuum and Thin Film Deposition in Solutions (2015)
  • 著者名/発表者名: N. Koshida, A. Kojima, N. Ikegami, R. Suda, M. Yagi, J. Shirakashi, H. Miyaguchi, M. Muroyama, S. Yoshida, K. Totsu, and M. Esashi
  • 雑誌名: J. of Micro/Nanolithography, MEMS, and MOEMS 巻: 14 号: 3 ページ: 031215-031215
  • DOI: 10.1117/1.jmm.14.3.031215
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deposition of thin Si and Ge films by ballistic hot electron reduction in a solution-dripping mode and its application to the growth of thin SiGe films (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Suda, M. Yagi, A. Kojima, R. Mentek, N. Mori, J. Shirakashi, and N. Koshida
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 54
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Fully Customized Hardware System for Ultra-Fast Feedback-Controlled Electromigration Using FPGA (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanamaru, M. Ando, R. Suda and J. Shirakashi
  • 雑誌名: 2014 IEEE 14th International Conference on Nanotechnology (IEEE-NANO) 巻: 14778995 ページ: 719-722
  • DOI: 10.1109/nano.2014.6968058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resistive Switching Effects in Electromigrated Ni Nanogaps (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takikawa, R. Suda, M. Ito, T. Toyonaka and J. Shirakashi
  • 雑誌名: 2014 IEEE 14th International Conference on Nanotechnology (IEEE-NANO) 巻: 14778966 ページ: 715-718
  • DOI: 10.1109/nano.2014.6968014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Temperature Deposition of Thin Si, Ge, and SiGe Films Using Reducing Activity of Ballistic Hot Electrons (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Koshida, R. Suda, M. Yagi, A. Kojima, R. Mentek, B. Gelloz, N. Mori and J. Shirakashi
  • 雑誌名: ECS Trans. 巻: 64 ページ: 405-410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ballistic Hot Electron Effects in Nanosilicon Dots and Their Photonic Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Koshida, N. Ikegami, A. Kojima, R. Mentek, R. Suda, M. Yagi, J. Shirakashi, B. Gelloz and N. Mori
  • 雑誌名: ECS Trans. 巻: 61 ページ: 47-54
  • 査読あり
• [学会発表] 弾道電子の還元効果を利用したCu薄膜のプリンティング堆積 (2016)
  • 著者名/発表者名: 須田隆太郎, 八木麻実子, 小島明, 白樫淳一, 越田信義
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演
  • 発表場所: 東京都、目黒区、東京工業大学
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Thin Cu Film Deposition under Incidence of Ballistic Hot Electrons Emitted from Nanocrystalline Porous Silicon Diode (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Suda, M. Yagi, A. Kojima, J. Shirakashi, and N. Koshida
  • 学会等名: Int. Conf. on Porous Semiconductors Science and Technology (PSST) 2016
  • 発表場所: La Pineda, Tarragona-Costa Dorada, Spain
  • 年月日: 2016-03-06
  • 国際学会
• [学会発表] ナノシリコン弾道電子源を用いたCu薄膜のプリンティング堆積 (2015)
  • 著者名/発表者名: 須田隆太郎、八木麻実子、小島明、R. Mentek、白樫淳一、越田信義
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演
  • 発表場所: 神奈川、平塚市、東海大学
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] Nanogap Array Fabrication Using Field-Emission-Induced Electromigration (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Ito, R. Suda, T. Toyonaka, K. Takikawa and J. Shirakashi
  • 学会等名: 2014 IEEE Nanotechnology Materials and Devices Conference (IEEE-NMDC 2014)
  • 発表場所: Aci Castello, Sicily, Italy
  • 年月日: 2014-10-12 – 2014-10-15
• [学会発表] Low-Temperature Deposition of Thin Si, Ge, and SiGe Films Using Reducing Activity of Ballistic Hot Electrons (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Koshida, R. Suda, M. Yagi, A. Kojima, R. Mentek, B. Gelloz, N. Mori and J. Shirakashi
  • 学会等名: 2014 ECS and SMEQ Joint International Meeting
  • 発表場所: Cancun, Mexico
  • 年月日: 2014-10-05 – 2014-10-09
• [学会発表] ナノシリコン弾道電子源を用いたIV族半導体薄膜の堆積 (2014)
  • 著者名/発表者名: 八木麻実子、須田隆太郎、小島明、R. Mentek、白樫淳一、越田信義
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道、札幌市、北海道大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Deposition of Thin Si, Ge, and SiGe Films by Ballistic Hot Electron Reduction (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Yagi, R. Suda, A. Kojima, R. Mentek, N. Mori, J. Shirakashi and N. Koshida
  • 学会等名: 2014 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2014)
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-11
• [学会発表] Resistive Switching Effects in Electromigrated Ni Nanogaps (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takikawa, R. Suda, M. Ito, T. Toyonaka and J. Shirakashi
  • 学会等名: IEEE NANO 2014 (2014 IEEE International Conference on Nanotechnology)
  • 発表場所: Toronto, ON, Canada
  • 年月日: 2014-08-18 – 2014-08-21
• [学会発表] A Fully Customized Hardware System for Ultra-Fast Feedback-Controlled Electromigration Using FPGA (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanamaru, M. Ando, R. Suda and J. Shirakashi
  • 学会等名: IEEE NANO 2014 (2014 IEEE International Conference on Nanotechnology)
  • 発表場所: Toronto, ON, Canada
  • 年月日: 2014-08-18 – 2014-08-21
• [学会発表] Formation Scheme of Nano-Scale Devices Using Electromigrated Ni Nanogaps (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Suda, M. Ito, K. Takikawa, T. Toyonaka and J. Shirakashi
  • 学会等名: 2014 International Conference on Nanoscience + Technology (ICN+T 2014)
  • 発表場所: Vail, Colorado, USA
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [学会発表] In-Situ Thermal Imaging of Thin Graphite Wires under Current Flow (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Matayoshi, R. Suda and J. Shirakashi
  • 学会等名: 2014 International Conference on Nanoscience + Technology (ICN+T 2014)
  • 発表場所: Vail, Colorado, USA
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [学会発表] Control of Tunnel Resistance of Suspended Ni Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Toyonaka, R. Suda, M. Ito, K. Takikawa and J. Shirakashi
  • 学会等名: 2014 International Conference on Nanoscience + Technology (ICN+T 2014)
  • 発表場所: Vail, Colorado, USA
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [学会発表] Fabrication of Resistive Switching Devices Based on Ni Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takikawa, R. Suda, M. Ito, T. Toyonaka and J. Shirakashi
  • 学会等名: 2014 International Conference on Nanoscience + Technology (ICN+T 2014)
  • 発表場所: Vail, Colorado, USA
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [学会発表] Ultra-Fast Feedback-Controlled Electromigration Using FPGAField-Emission-Induced Electromigration (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanamaru, M. Ando, R. Suda and J. Shirakashi
  • 学会等名: 2014 International Conference on Nanoscience + Technology (ICN+T 2014)
  • 発表場所: Vail, Colorado, USA
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [学会発表] Ballistic Hot Electron Effects in Nanosilicon Dots and Their Photonic Applications (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Koshida, N. Ikegami, A. Kojima, R. Mentek, R. Suda, M. Yagi, J. Shirakashi, B. Gelloz and N. Mori
  • 学会等名: 225th ECS Meeting
  • 発表場所: Orlando, FL, USA
  • 年月日: 2014-05-11 – 2014-05-15
  • 招待講演
• [備考] 白樫研究室ホームページ
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~nanotech/
• [産業財産権] 固体薄膜のプリンティング堆積方法 (2015)
  • 発明者名: 越田信義、白樫淳一、須田隆太郎、八木麻実子
  • 権利者名: 東京農工大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-02-20