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走査プローブ顕微鏡によるナノスケール局所電気特性計測に関する理論解析

研究課題

研究課題/領域番号 20360016
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関東京大学

研究代表者

渡邉 聡  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00292772)

研究分担者 多田 朋史  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任准教授 (40376512)
戸塚 英臣  日本大学, 理工学部, 助手 (10339260)
連携研究者 戸塚 英臣  日本大学, 理工学部, 助手 (10339260)
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2010年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2009年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2008年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード走査プローブ顕微鏡 / 電気特性計算 / ナノスケール電気伝導 / ナノ構造 / 薄膜・表面界面物性 / 走査トンネル分光 / 局所トンネル障壁高さ / ケルビン力顕微鏡 / 多探針電気特性計測 / キャパシタンス
研究概要

走査プローブ顕微鏡を用いた各種ナノスケール局所電気特性計測の理論解析に必要な方法論・シミュレータを開発・改良し、局所トンネル障壁高さ計測と印加電圧による探針誘起バンド湾曲との相関の解明、4端子抵抗測定にゲート電圧による抵抗値振動や府抵抗値出現の原因の解明、4端子抵抗測定おけるゼロ電流条件を満たす電圧プローブの電圧値を推測する公式の導出、等の成果を得た

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2011 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (40件)

  • [雑誌論文] Theoretical analysis of space charge layer formation at metal/ionic conductor interfaces2011

    • 著者名/発表者名
      S.Kasamatsu, T.Tada, S.Watanabe
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 183 ページ: 20-25

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノスケール電気伝導ダイナミクスのシミュレーション2011

    • 著者名/発表者名
      渡邉聡, 多田朋史, 山本貴博
    • 雑誌名

      ナノ学会会報

      巻: 9 ページ: 59-64

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノスケールの4端子抵抗測定における量子干渉効果の理論研究2010

    • 著者名/発表者名
      寺澤麻子、飛松啓司、多田朋史、山本貴博、渡邉聡
    • 雑誌名

      表面科学

      巻: 31 号: 8 ページ: 374-379

    • DOI

      10.1380/jsssj.31.374

    • NAID

      130004486613

    • ISSN
      0388-5321, 1881-4743
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Single-electron pumping from a quantum dot into an electrode2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sasaoka, Takahiro Yamamoto and Satoshi Watanabe
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 96(102105) 号: 10 ページ: 1-3

    • DOI

      10.1063/1.3319497

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Universal transition between inductive and capacitive admittance of metallic single-walled carbon nanotubes2010

    • 著者名/発表者名
      T.Yamamoto, K.Sasaoka, S.Watanabe
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 82

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Resonant Scattering by Probe Contacts on Nanoscale Four-Probe Resistance Measurements2010

    • 著者名/発表者名
      A.Terasawa, K.Tobimatsu, T.Tada, T.Yamamoto, S.Watanabe
    • 雑誌名

      New Journal Physics

      巻: 12

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノスケールの4端子抵抗測定における量子干渉効果の理論研究2010

    • 著者名/発表者名
      寺澤麻子, 飛松啓司, 多田朋史, 山本貴博, 渡邉聡
    • 雑誌名

      表面科学

      巻: 31 ページ: 374-379

    • NAID

      10026545966

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Numerical Approach to Transient Currents in a Quantum Dot Connected to a Single Electrode2010

    • 著者名/発表者名
      K.Sasaoka, T.Yamamoto, S.Watanabe
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 33 ページ: 85-91

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-electron pumping from a quantum dot into an electrode2010

    • 著者名/発表者名
      笹岡健二
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 96

      ページ: 1021051-3

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical study of fore-probe resistance in nanoscale measurements : Monatomic carbon chains and(5, 5)-carbon nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      Asako Terasawa, Tomofumi Tada and Satoshi Watanabe
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 79(195436) 号: 19 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1103/physrevb.79.195436

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Theoretical study of fore-probe resistance in nanoscale measurements : Monatomic carbon chains and(5, 5)-carbon nanotubes2009

    • 著者名/発表者名
      寺澤麻子
    • 雑誌名

      Physical Review B 79

      ページ: 1954361-5

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多端子電子伝導のシミュレータの開発とカーボナノチューブへの応用2009

    • 著者名/発表者名
      飛松啓司
    • 雑誌名

      ナノ学会会報 8

      ページ: 21-26

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 量子ポイントコンタクトにおける交流応答の形状効果2011

    • 著者名/発表者名
      笹岡健二, 山本貴博, 渡邉聡, 白石賢二
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学(学会中止だが発表は成立)
    • 年月日
      2011-03-26
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金属カーボンナノチューブの交流応答への欠陥の影響2011

    • 著者名/発表者名
      平井大介, 山本貴博, 渡邉聡
    • 学会等名
      日本物理学会第66回年次大会
    • 発表場所
      新潟大学(学会中止だが発表は成立)
    • 年月日
      2011-03-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Simulations on time-varying nanoscale electronic transport2011

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Watanabe, Wei Liu, Daisuke Hirai, Kenji Sasaoka and Takahiro Yamamoto
    • 学会等名
      Asian Consortium for Computational Materials Science the third Working Group Meeting(ACCMS-WGM3) on Advances in Nano-device Simulation
    • 発表場所
      Jeju Island, Korea
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Simulation of nanoscale four-probe resistance measurements under finite bias voltages2011

    • 著者名/発表者名
      Asako Terasawa, Keiji Tobimatsu, Tomofumi Tada, Takahiro Yamamoto and Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      APS March meeting 2011
    • 発表場所
      Dallas, U. S. A
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Simulation of nanoscale four-probe resistance measurements under finite bias voltages2011

    • 著者名/発表者名
      Asako Terasawa, Keiji Tobimatsu, Tomofumi Tada, Takahiro Yamamoto, Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      APS March meeting 2011
    • 発表場所
      Dallas, Taxes, U.S.A
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Simulations on time-varying nanoscale electronic transport2011

    • 著者名/発表者名
      S.Watanabe, W.Liu, D.Hirai, K.Sasaoka, T.Yamamoto
    • 学会等名
      Asian Consortium for Computational Materials Science the third Working Group Meeting (ACCMS-WGM3) on Advances in Nano-device Simulation
    • 発表場所
      Jeju Island, Korea
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノスケール電気伝導ダイナミクスの理論計算2011

    • 著者名/発表者名
      渡邉聡
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] カーボンナノチューブの誘導性-容量性交流応答転移への欠陥の影響2011

    • 著者名/発表者名
      平井大介, 山本貴博, 渡邉聡
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 水素終端されたSi(100)表面上の局所トンネル障壁高さへの探針誘起バンド湾曲の影響の理論解析2011

    • 著者名/発表者名
      戸塚英臣、渡邉聡
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] A Numerical Approach to Transient Currents in a Quantum Dot Connected to a Single Electrode2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sasaoka, Takahiro Yamamoto, Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      218th Electrochemical Society Meeting
    • 発表場所
      Las Vegas, Nevada, USA
    • 年月日
      2010-10-12
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 量子ドットから電極への電子ポンピング:非平衡グリーン関数法によるアプローチ2010

    • 著者名/発表者名
      笹岡健二
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山)
    • 年月日
      2010-03-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Recent topics in theoretical studies on measurements using SPM2010

    • 著者名/発表者名
      渡邉聡
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Recent topics in theoretical studies on measurements using SPM2010

    • 著者名/発表者名
      渡邉聡
    • 学会等名
      日本物理学会第65回年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山)
    • 年月日
      2010-03-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical study of nanoscale four-probe measurements : the effects of resonant scattering by localized states at the probe-sample contacts2010

    • 著者名/発表者名
      寺澤麻子
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2010
    • 発表場所
      Portland Convention Center, Oregon, USA
    • 年月日
      2010-03-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical study on the transient current behavior of a multi-level device2010

    • 著者名/発表者名
      Wei Liu, Kenji Sasaoka, Takahiro Yamamoto, Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      SSSJ-A3 Foresight Joint Symposium on Nanomaterials and Nanostructures
    • 発表場所
      The University of Tokyo (Hongo Campus), Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Si(100)-p(2×2)表面のSTSスペクトルの理論解析2010

    • 著者名/発表者名
      戸塚英臣、渡邉聡
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 金属カーボンナノチューブの交流応答関数のキャリアドーピング効果2010

    • 著者名/発表者名
      山本貴博、笹岡健二、渡邉聡
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Nanoscale simulations on electronic and atomic conduction in solid electrolyte/metal junction systems2010

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Watanabe, Tomofumi Tada, shusuke Kasamatsu, T.K.Gu
    • 学会等名
      IUMRS 11th International Conference in Asia
    • 発表場所
      Qingdao, China
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノ構造系の4端子抵抗測定におけるバイアス電圧の影響に関する理論研究2010

    • 著者名/発表者名
      寺澤麻子, 飛松啓司, 多田朋史, 山本貴博, 渡邉聡
    • 学会等名
      第30回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Quantum transient current in multi-level systems weakly coupled with electrodes2010

    • 著者名/発表者名
      Wei Liu, Kenji Sasaoka, Takahiro Yamamoto, Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      第30回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Quantum transient current in multi-level systems weakly coupled with electrodes2010

    • 著者名/発表者名
      Wei Liu, Kenji Sasaoka, Takahiro Yamamoto, Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      Workshop on Simulation and Modeling of Emerging Electronics (SMEE 2010)
    • 発表場所
      The University of Hong Kong, Hong Kong S.A.R., China
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Transient and AC Electric Transport in Mesoscopic Devices2010

    • 著者名/発表者名
      Kenji Sasaoka, Takahiro Yamamoto, Satoshi Watanabe, Kenji Shiraishi
    • 学会等名
      Workshop on Simulation and Modeling of Emerging Electronics (SMEE 2010)
    • 発表場所
      The University of Hong Kong, Hong Kong S.A.R., China
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Coherent AC Transport in Metallic Carbon-Nanotube Bridges2010

    • 著者名/発表者名
      T.Yamamoto, K.Sasaoka, S.Watanabe
    • 学会等名
      Workshop on Simulation and Modeling of Emerging Electronics (SMEE 2010)
    • 発表場所
      The University of Hong Kong, Hong Kong S.A.R., China
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ナノスケールの4端子抵抗測定における量子効果の理論研究2009

    • 著者名/発表者名
      寺澤麻子
    • 学会等名
      第29回表面科学 学術講演会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京)
    • 年月日
      2009-10-29
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 時間依存非平衡グリーン関数法によるナノ構造体の過渡電流解析2009

    • 著者名/発表者名
      笹岡健二
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(熊本)
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 多端子電気伝導シミュレータの開発とカーボナノチューブの4端子抵抗計算2009

    • 著者名/発表者名
      飛松啓司
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(熊本)
    • 年月日
      2009-09-26
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ナノチユーブ、ナノワイヤーの多端子伝導の表れる量子干渉効果の研究2009

    • 著者名/発表者名
      寺澤麻子
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      熊本大学黒髪キャンパス(熊本)
    • 年月日
      2009-09-25
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ナノスケール電子・熱・イオン伝導のシミュレーション:ナノデバイスとナノ物性計測の理解に向けて2009

    • 著者名/発表者名
      渡邉聡
    • 学会等名
      講演会「次世代スパコンに向けた計算材料科学の課題と展望」
    • 発表場所
      東京大学山上会館(東京)
    • 年月日
      2009-07-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 多端子電気伝導シミュレータの開発とカーボナノチューブへの応用2009

    • 著者名/発表者名
      飛松啓司
    • 学会等名
      ナノ学会第7回大会
    • 発表場所
      東京大学武田ホール(東京)
    • 年月日
      2009-05-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 密度汎関数強束縛法を用いた4端子測定のシミュレーションIII2009

    • 著者名/発表者名
      寺澤麻子
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical analysis on the effect of tip-induced band bending on scanning tunneling spectroscopy measurements on H-terminated Si(100) surface2009

    • 著者名/発表者名
      Hideomi Totsuka and Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      2009 American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      Pittsburgh, U. S. A
    • 年月日
      2009-03-18
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Theoretical analysis on the effect of tip-induced band bending on scanning tunneling spectroscopy measurements on H?terminated Si(100) surface2009

    • 著者名/発表者名
      Hideomi Totsuka
    • 学会等名
      2009 American Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      ピッツバーグ、米国
    • 年月日
      2009-03-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Quantum simulation of four-probe measurement of carbon nanotube2009

    • 著者名/発表者名
      Asako Terasawa
    • 学会等名
      2009 America Physical Society March Meeting
    • 発表場所
      ピッツバーグ、米国
    • 年月日
      2009-03-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Ab initio attempts to evaluate nanoscale capacitance and permittivity2009

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Ichikura
    • 学会等名
      JSPS Asian CORE Program Workshop on Insulating Thin Films for Logic and Memory Devices; MOSFET and ReRAM
    • 発表場所
      ソウル、韓国
    • 年月日
      2009-02-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of four-probe resistance measurements in nanoscale2008

    • 著者名/発表者名
      Asako Terasawa
    • 学会等名
      16th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
    • 発表場所
      伊豆熱川
    • 年月日
      2008-12-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical analysis on the effect of tip-induced band bending on scanning tunneling spectroscopy measurements on H-terminated Si(100) surface2008

    • 著者名/発表者名
      ideomi Totsuka
    • 学会等名
      5th International Symposium on Surface Science and Nanotechnology
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-11-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of four-probe resistance measurements in the coherent transport region2008

    • 著者名/発表者名
      Asako Terasawa
    • 学会等名
      5th International Symposium on Surface Science and Nanotechnology
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-11-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of four-probe measurements in the coherent transport region2008

    • 著者名/発表者名
      Asako Terasawa
    • 学会等名
      4th Univ. Tokyo-Seoul National Univ.-Tsinghua Univ. Student Workshop
    • 発表場所
      箱根
    • 年月日
      2008-10-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 密度汎関数強束縛法を用いた4端子測定のシミュレーションII2008

    • 著者名/発表者名
      寺澤麻子
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      盛岡
    • 年月日
      2008-09-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Mechanical Simulation of Kelvin Probe Force Microscopy for a Simple Metal Surface2008

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Watanabe
    • 学会等名
      11th International Conference on Non-contact Atomic Force Microscopy
    • 発表場所
      マドリッド、スペイン
    • 年月日
      2008-09-16
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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