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横型ダブルバリア構造によるナノ材料・ナノ生体分子の共鳴トンネル分光法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19656079
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関大阪大学

研究代表者

森田 瑞穂  大阪大学, 工学研究科, 教授 (50157905)

研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2009年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2008年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2007年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードシリコン / シリコン酸化膜 / 微小空隙 / ダブルバリア / トンネル分光
研究概要

横型シリコン/シリコン酸化膜系ダブルバリア構造デバイスにより、従来のトンネル分光法が分光対象としていたバリア材料としての固体絶縁体に加えて固体伝導体、液体、生体の分光も可能にする共鳴トンネル分光法を開拓する目的に対して、シリコン/シリコン酸化膜/ナノ空隙/シリコン酸化膜/シリコンの横型ダブルバリア構造を製作し、ナノ空隙にダブルバリア間材料として超純水を導入することにより、シリコン間の交流容量が変化することを明らかにしている。ナノメートル空隙分光デバイス構造は、SOIウェハを基板として、リソグラフィ、シリコン層のエッチング、集束イオンビーム加工の微細加工によりナノ空隙部を形成し、シリコン層表面に極めて薄いシリコン酸化膜を形成し、シリコン酸化膜を部分的にエッチングしてシリコン表面にアルミニウム薄膜を形成することにより製作した。そして、走査型電子顕微鏡を用いてナノ空隙長を測定し、偏光解析装置を用いて極めて薄いシリコン酸化膜の厚さを測定して、デバイス構造が製作されていることを確認した。ダブルバリア間材料として超純水をナノ空隙に導入して端子電極間の交流容量-電圧特性を測定することにより、交流容量が増加することを実証している。また、シリコン酸化膜/空隙/シリコン酸化膜の上部に石英板を設けて、SOI基板、シリコン酸化膜、石英板の間に設けられた空隙を流路の孔としたデバイス構造を製作し、孔に超純水を導入することにより、交流容量が変化することを明らかにしている。

報告書

(3件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Characterization of Pinhole in Patterned Oxide Buried in Bonded Silicon-on-Insulator Wafers by Near-Infrared Scattering Topography and Transmission Microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      Xing Wu, Junichi Uchikoshi, Takaaki Hirokane, Ryuta Yamada, Akihiro Takeuchi, Kenta Arima, Mizuho Morita
    • 雑誌名

      Journal of The Electrochemical Society 155

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Pinhole in Patterned Oxide Buried in Bonded Silicon-on-Insulator Wafers by Near-Infrared Scattering Topography and Microscopy2007

    • 著者名/発表者名
      Xing Wu, Junichi Uchikoshi, Takaaki Hirokane, Ryuta Yamada, Kenta Arima, Mizuho Morita
    • 雑誌名

      ECS Transactions 11

      ページ: 173-182

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シリコン-酸化膜-空隙-酸化膜-シリコン構造による液体センシング2010

    • 著者名/発表者名
      神谷泰次, 山田隆太, 打越純一, 有馬健太, 森田瑞穂
    • 学会等名
      応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川県平塚市
    • 年月日
      2010-03-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of Pinhole in Patterned Oxide Buried in Bonded Silicon-on-Insulator Wafers by Near-Infrared Scattering Topography and Microscopy2009

    • 著者名/発表者名
      Xing Wu, Junichi Uchikoshi, Takaaki Hirokane, Ryuta Yamada, Kenta Arima, Mizuho Morita
    • 学会等名
      212th Meeting of The Electrochemical Society
    • 発表場所
      Washington, DC
    • 年月日
      2009-10-09
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www-pm.prec.eng.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www-pm.prec.eng.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www-pm.prec.eng.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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