単電子帯電構造を用いた磁性ナノデバイスの作製とゲート電界による磁気抵抗の変調制御

• 研究課題/領域番号: 20360136
• 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: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 白樫 淳一 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (00315657)
• 連携研究者: 竹村 泰司 横浜国立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30251763)
• 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: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2010年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2009年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2008年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
• キーワード: 少数電子素子 / スピンエレクトロニクス / エレクトロマイグレーション / マイクロ・ナノデバイス / 磁性 / 強磁性単電子トランジスタ / トンネル磁気抵抗効果 / ナノギャップ / ナノギヤップ

研究概要

本研究課題では、以下の研究成果を達成した。
(1)エレクトロマイグレーションを用いたナノパターニング技術の開発:電荷の移動に伴い誘起されるエレクトロマイグレーション現象を「その場」制御し、簡便に10nm以下の単電子帯電構造を作製することに成功した。
(2)強磁性単電子デバイス技術の開発:電荷とスピン(電子の2自由度)の制御が可能な、これまでに無い新しいデバイス技術を開発した。具体的には、Ni系強磁性単電子トランジスタを作製し、室温動作やNi系強磁性トンネル接合からのトンネル磁気抵抗効果の観測に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of Single-Electron Transistors Using Field-Emission-Induced Electro- migration (2010)
  • 著者名/発表者名: W.Kume, Y.Tomoda, M.Hanada, J.Shirakashi
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotechnol. 10 ページ: 7239-7243
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Feedback Parameters on Resistance Control of Metal Nanowires by Stepwise Feedback-Controlled Electro- migration (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Itami, Y.Tomoda, R.Yasutake, J.Shirakashi
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotechnol. 10 ページ: 7464-7468
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scanning Probe Microscope Lithography at the Micro- and Nano-Scales (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Shirakashi (Invited)
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotechnol. 10 ページ: 4486-4494
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Planar-Type Ferromagnetic Tunnel Junctions Using Electromigration Method and Its Magnetoresistance Properties (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomoda, M.Hanada, W.Kume, S.Itami, T.Watanabe, J.Shirakashi
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Ser. 200 ページ: 62035-62035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Single-Electron Transistors Using Field-Emission-Induced Electromigration (2010)
  • 著者名/発表者名: W.Kume, Y.Tomoda, M.Hanada J.Shirakashi
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotechnol. 巻: 10 ページ: 7239-7243
  • NAID: 110007131563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of Feedback Parameters on Resistance Control of Metal Nanowires by Stepwise Feedback-Controlled Electromigration (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Itami, Y.Tomoda, R.Yasutake J.Shirakashi
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotechnol. 巻: 10 ページ: 7464-7468
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scanning Probe Microscope Lithography at the Micro- and Nano-Scales (2010)
  • 著者名/発表者名: J.Shirakashi
  • 雑誌名: J.Nanosci.Nanotechnol. 巻: 10 ページ: 4486-4494
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scratching Properties of Nickel-Iron Thin Film and Silicon Using Atomic Force Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: A.A.Tseng, J.Shirakashi, S.Nishimura, K.Miyashita A.Notargiacomo
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 106 ページ: 44314-44314
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetoresistance Properties of Planar-Type Tunnel Junctions with Ferromagnetic Nanogap System Fabricated by Electromigration Method (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomoda, K.Takahashi, M.Hanada, W.Kume, S.Itami, T.Watanabe, J.Shirakashi
  • 雑誌名: IEEE Trans.Mag. 45 ページ: 3480-3483
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Nanogap Electrodes by Field-Emission-Induced Electromigration (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomoda, K.Takahashi, M.Hanada, W.Kume, J.Shirakashi
  • 雑誌名: J.Vac.Sci.Technol.B 27 ページ: 813-816
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Channel Resistance on Metal Nanowires by Electromigration Patterning Method (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Takahashi, Y.Tomoda, S.Itami, J.Shirakashi
  • 雑誌名: J.Vac.Sci.Technol.B 27 ページ: 805-809
  • 査読あり
• [雑誌論文] Scratching Properties of Nickel-Iron Thin Film and Silicon Using Atomic Force Microscopy (2009)
  • 著者名/発表者名: A.A.Tseng, J.Shirakashi, S.Nishimura, K.Miyashita, A.Notargiacomo
  • 雑誌名: J.Appl.Phys. 106 ページ: 44314-44314
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Channel Resistance on Metal Nanowires by Electromigration Patterning Method (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi, Y. Tomoda, S. Itami, J. Shirakashi
  • 雑誌名: J. Vac. Sci. Technol. B 27 ページ: 805-809
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanoscale Patterning of NiFe Surface by SPM Scratch Nanolithography (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Miyashita, S. Nishimura, T. Toyofuku, J. Shirakashi
  • 雑誌名: J. Vac. Sci. Technol. B 27 ページ: 953-957
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wide-Range Control of Tunnel Resistance on Metallic Nanogaps Using Migration (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Kayashima, K.Takahashi, M.Motoyama, J.Shirakashi
  • 雑誌名: J.Phys.Conf.Ser. 100 ページ: 52022-52022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Wide-Range Control of Tunnel Resistance on Metallic Nanogaps Using Migration (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kayashima, K. Takahashi, M. Motoyama, J. Shirakashi
  • 雑誌名: J. Phys. Conf. Ser. 100 ページ: 52022-52022
  • 査読あり
• [学会発表] Field-Emission-Induced Electromigration Method for the Integration of Single-Electron Transistors (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ueno, Y.Tomoda, W.Kume, M.Hanada, K.Takiya, J.Shirakashi
  • 学会等名: International Conference on Nanoscience and Technology (ICN+T 2010)
  • 発表場所: Beijing, China.
• [学会発表] Field-Emission-Induced Electromigration Method for the Integration of Single-Electron Transistors (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Ueno, Y.Tomoda, W.Kume, M.Hanada, K.Takiya J.Shirakashi
  • 学会等名: International Conference on Nanoscience and Technology(ICN+T 2010)
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] Fabrication of Single-Electron Transistors Using Field-Emission-Induced Electro- migration (2009)
  • 著者名/発表者名: W.Kume, Y.Tomoda, M.Hanada, J.Shirakashi
  • 学会等名: International Conference on Nanoscience and Technology China 2009 (ChinaNANO 2009)
  • 発表場所: Beijing, China.
• [学会発表] Fabrication of Single-Electron Transistors Using Field-Emission-Induced Electromigration (2009)
  • 著者名/発表者名: W.Kume, Y.Tomoda, M.Hanada, J.Shirakashi
  • 学会等名: International Conference on Nanoscience and Technology China 2009 (ChinaNANO 2009)
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] Fabrication of Nanogap Electrodes by Field-Emission-Induced Electromigration (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomoda, K.Takahashi, M.Hanada, W.Kume, J.Shirakashi
  • 学会等名: The 2008 International Conference on Nanoscience + Technology (ICN+T 2008)
  • 発表場所: Keystone, CO, USA.
• [学会発表] Fabrication of Nanogap Electrodes by Field-Emission-Induced Electromigration (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Tomoda, K. Takahashi, M. Hanada, W. Kume, J. Shirakashi
  • 学会等名: The 2008 International Conference on Nanoscience +Technology (ICN+T 2008)
  • 発表場所: Keystone, CO, USA
• [図書] Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology(Nanofabrication Using Atomic Force Microscopy, Chapter 287)(Edited by Hari Singh Nalwa) (2010)
  • 著者名/発表者名: A.A.Tseng, L.Pellegrino, J.Shirakashi
  • 出版者: American Scientific Publishers
• [図書] ナノシリコンの最新技術と応用展開(越田信義監修)(第5章プロセス技術第2節ナノシリコン構造形成SPM技術) (2010)
  • 著者名/発表者名: 白樫淳一
  • 出版者: シーエムシー出版
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~nanotech/index.htm
• [備考]
  • URL: http://www.tuat,.acjp/~nanot6ch/index.htm
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~nanotech/index.htm
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~nanotech/index,htm