| 研究課題/領域番号 |
19K04529
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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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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
Moraru Daniel 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (60549715)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | dopant atoms / silicon / nanodevices / tunneling / Esaki diode / semimetal / donor-acceptor pair / band-to-band tunneling / silicon-on-insulator / donor-acceptor state |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Silicon, key material in electronics, is known as a semiconductor. By doping with impurities, it becomes conductive. We propose that, at ultra-high doping with opposite-type impurities, silicon can behave as “semimetal” with impact on properties of tunneling devices, extending the functionalities.
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的はドナー原子とアクセプター原子の高ドーピングによるSiナノデバイスの新しい特性の実証である。特にバンド間トンネルはドーパントのエネルギー準位により、電流強化の可能性が明らかにされた。これにより高濃度共ドープSiナノデバイスのsemimetalの特徴を明らかにしていくことが出来る。
実験では違う濃度のシリコンpn/pinダイオードを作製した。卓上型ランプ加熱装置を導入し、pnダイオードのドーピング・プロファイルを調整。シミュレーションではナノワイヤトランジスタの中にあるPドナーとBアクセプターの相互作用を報告し、ドナーアクセプタペアのSiナノワイヤダイオードの影響について重点を置いた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を通じて、シリコンナノデバイスのトンネル輸送制御における離散的なドーパントの役割が明らかになった。P-ドナーとB-アクセプターの相互作用は、ナノワイヤートランジスタのシミュレーションを行い、次にナノワイヤダイオードを拡張した。その結果、P-ドナーおよびB-アクセプターがトンネル輸送を媒介することが明らかになった。シリコンナノデバイスの電気伝導の実験から、ドーパント状態を介した量子トンネル伝導に関する観察結果が得られた。これらの結果は、原子スケールのエレクトロニクスを開発する上で重要である。この開発により、ナノスケールシリコンデバイスを用いた低電力エレクトロニクスが可能になると思われる。
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