| 研究課題/領域番号 |
17201029
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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 |
マイクロ・ナノデバイス
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
高橋 庸夫 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90374610)
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| 研究分担者 |
有田 正志 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (20222755)
雨宮 好仁 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (80250489)
猪川 洋 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (50393757)
西口 克彦 NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 研究員 (00393760)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
51,220千円 (直接経費: 39,400千円、間接経費: 11,820千円)
2007年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2006年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2005年度: 33,670千円 (直接経費: 25,900千円、間接経費: 7,770千円)
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| キーワード | 少数電子素子 / 量子ドット / 省エネルギー / 電子デバイス・機器 / ナノ材料 / シリコン / 集積化デバイス / フレキシブル論理ゲート |
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| 研究概要 |
ナノドットアレイによるフレキシブルな多入力・多出力機能性デバイスを提案した。まず、シミュレーションにより思惑通りの特性が得られることを確認後、実際に半導体Siナノドットアレイデバイス構造を試作・評価し、従来のデバイスでは実現不可能な高い機能を実証した。同時により小さなナノドットアレイ実現のため、金属を用いたナノドットアレイ構造作成法の検討を行い、基本的手法を確立した。
1. 確率的な単電子トンネル現象を考慮したシミュレーションによる評価
ナノドットアレイの電気的特性が評価可能なモンテカルロシミュレーション法によるシミュレータを構築し、本研究の目的とするフレキシブルな多入力の論理機能可変デバイスが実現できることを示した。
2. Siナノドットアレイデバイスの試作と評価
半導体Siのナノドットアレイデバイスを、電子ビーム露光法と熱酸化を用いた、従来のCMOSと互換の作製プロセスで作製した。2×2のナノドットアレイ上に、2つの入力ゲート、さらにその上に機能を制御するための制御ゲートを取り付けた構造を作成し、2入力の論理ゲートデバイスとしての動作を評価し、最小に近いアレイサイズにもかかわらず、本研究で提案した思惑通りに、2入力の論理関数を制御ゲート電圧でその論理機能を可変とすることができることを示した。加えて、本研究提案の特徴である、多出力デバイスの可能性を示した。
3. 金属ナノドットアレイの作成と評価
グラニュラー膜構成による、金属ナノドットが絶縁膜中に埋め込まれた構造を実現し、その基本特性を評価すると同時に、ドットサイズ縮小の可能性示した。金属として磁性金属を用い、ナノドット間のスピン依存トンネル現象に伴う磁気抵抗効果がドット間のカップリングによって変化する現象を確認し、加えて、スピン依存単電子トンネル現象による磁気抵抗の変化を確認し、新たな機能付加の可能性を示した。
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