| 研究課題/領域番号 |
17K04979
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ構造物理
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
水柿 義直 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (30280887)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 単一電子トンネリング / ナノ粒子 / パーコレーション / クーロン閉塞 / 低温実験 / モンテカルロシミュレーション / 電気回路シミュレーション / 少数電子素子 / マイクロ・ナノデバイス / 電子デバイス・機器 |
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では，微小ナノギャップの作製やナノ粒子の精密配置を排除した，単一電子素子の新しい作製方法を提案し，その有効性の実証を目指した。実験においては，数百nmの電極ギャップ内への金ナノ粒子の配置に「コロイド溶液滴下法」「コロイド溶液液浸法」「誘電泳動法」を採用し，いずれの方法においても単一電子帯電効果（クーロン閉塞やクーロン振動）が現れる素子の作製に成功した。数値計算においては，三角格子にランダムにナノ粒子を配置した場合のパーコレーション接続をシミュレーションするとともに，パーコレーション接続した場合の抵抗値やクーロン閉塞閾値電圧を求め，それらの相関関係を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ナノ粒子を島電極として利用する単一電子素子の研究は20年以上続けられており，優れた研究成果が多く報告されているが，ナノギャップにナノ粒子を精密配置する必要がある。本研究では，ナノ粒子の精密配置をせずに，パーコレーション接続を利用した確率論的作製プロセスを提案・実証した。高コストな精密配置法とは対照的に，確率的ながらも低コストな作製プロセスとなる。また，パーコレーション接続でのクーロン閉塞閾値電圧のシミュレーションは過去に例がなく，確率論的作製プロセスで作製された単一電子素子の特性予測に活用できる。
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