| 研究課題/領域番号 |
16206030
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
小田 俊理 東京工業大学, 量子ナノエレクトロニクス研究センター, 教授 (50126314)
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| 研究分担者 |
水田 博 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 助教授 (90372458)
土屋 良重 東京工業大学, 量子ナノエレクトロニクス研究センター, 助手 (80334506)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
50,440千円 (直接経費: 38,800千円、間接経費: 11,640千円)
2006年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
2005年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2004年度: 26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
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| キーワード | ナノ結晶シリコン / ドット集積化 / 分散溶液 / LB膜法 / 量子情報デバイス / 横毛管力 / 2重シリコン量子ドット / 微小電荷検出 / 2重nc-Si量子ドット / RF-SET / メニスカス相互作用 |
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| 研究概要 |
パルスガスVHFプラズマプロセス技術を用いて気相合成した直径8nm程度のナノ結晶シリコン(nc-Si)ドットをSi基板上に堆積し、アルコール中超音波処理で剥離させることにより、nc-Siドット分散液の作製に成功した。得られた分散液を基板上に滴下し、蒸発時の溶媒液滴表面とドット間の横毛管メニスカス相互作用させることで2次元的なnc-Siドット層状集積構造を得た。また液体中のコロイド粒子の配列方法として知られるラングミュア・プロジェット(LB)膜法をnc-Siの配列制御に適用するために、表面修飾剤と溶媒の探索を行い、HMDSによる表面修飾とクロロホルム溶媒の組み合わせを見出した。この分散溶液を水面上に展開し基板に転写することで、nc-Siドットの2次元高密度配列構造の作製に成功した。
量子情報デバイス集積化に向け、高濃度ドープしたSOI基板上に形成した電子線描画によりナノギャップ電極(間隔7-50nm)に対して、nc-Siドット分散液の滴下・蒸発を行うと、横毛管現象によりnc-Siドットがナノギャップ付近に集積化することを観測した。これにより、ランダムに堆積されるnc-Siドットの位置をウエハ上の大面積で制御できる道が開けた。また量子情報デバイスの電荷検出器である単電子トランジスタ(SET)と制御用マルチゲート電極パターンを描画し、そして位置合わせ技術により、SETとマルチゲート構造の間の120nm程度のギャップの間に2つのnc-Si量子ドットを集積化することにも成功した。3次元構造容量解析シミュレーションとSET等価回路シミュレーションを組み合わせることにより、2重nc-Si量子ドット内の微小な電荷分極がSETで検出可能であるということが分かった。
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