量子ダイナミクスに基づく半導体デバイス界面におけるトンネル現象の理論的考察

• 研究課題/領域番号: 20760019
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 薄膜・表面界面物性
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 村口 正和 東北大学, 学際科学国際高等研究センター, 教育研究支援者 (90386623)
• 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: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2008年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: トンネル現象 / ナノドット・ナノ構造 / 量子ダイナミクス / 二次元電子ガス / 2次元電子ガス / ナノ構造 / ナノドット / 動的相関 / 非平衡状態 / ナノドットメモリー / 電子ガス

研究概要

次世代のナノスケール半導体デバイスの中核技術となる荷電担体のトンネル制御の指針を与えることを目的として、量子ダイナミクスの立場から半導体デバイス中の界面における電子のトンネル過程を探求した。「次元の異なる系へのトンネル現象」において顕在化する「電子の動的相関ダイナミクス」に着目し、検討を進め、ナノスケールの界面における局所的なポテンシャル場のゆらぎにより、協調的トンネル現象などの新奇な現象が発現する可能性を明らかとした。

研究成果

• [雑誌論文] Collective Tunneling Model in Charge Trap Type NVM Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, Y.Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, S.Nomura, K.Shiraishi, T.Endoh
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective Electron Tunneling Model in Si-Nano Dot Floating Gate MOS Structure (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, Y.Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, S.Nomura, K.Shiraishi, T.Endoh
  • 雑誌名: Key Engineering Materials vol.470 ページ: 48-53
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on Collective Electron Motion in Si-Nano Dot Floating Gate MOS Capacitor (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, S.Nomura, K.Shiraishi, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, Y Shigeta, T.Endoh
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics E94-C ページ: 730-736
  • NAID: 10029505917
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective Tunneling Model between Two-Dimensional Electron Gas to Si-Nano Dot (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, S.Nomura, K.Shiraishi, K.Makihara, M.Ikeda, S.Miyazaki, Y.Shigeta, T.Endoh
  • 雑誌名: AIP Conference Series 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective Electron Tunneling Model in Si-Nano Dot Floating Gate MOS Structure (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, Y.Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, S.Nomura, K.Shiraishi, T.Endoh
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 470 ページ: 48-53
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on Collective Electron Motion in Si-Nano Dot Floating Gate MOS Capacitor (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, S.Nomura, K.Shiraishi, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, Y Shigeta, T.Endoh
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: E94-C(印刷中)
  • NAID: 10029505917
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective Tunneling Model in Charge Trap Type NVM Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, Y.Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, S.Nomura, K.Shiraishi, T.Endoh
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: (未定 印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collective Tunneling Model between Two-Dimensional Electron Gas to Si-Nano Dot (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, S.Nomura, K.Shiraishi, K.Makihara, M.Ikeda, S.Miyazaki, Y.Shigeta, T.Endoh
  • 雑誌名: AIP Conference Series 巻: (未定 印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Importance of Electronic State of Two-Dimensional Electron Gas for Electron Injection Process in Nano-Electronic Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, T.Endoh, Y.Takada, Y.Sakurai, S.Nomura, K.Shiraishi, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, Y.Shigeta
  • 雑誌名: Physica E ページ: 2602-2605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Importance of the Electronic State on the Electrode in Electron Tunneling Processes between the Electrode and the Quantum Dot (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Takada, S.Nomura, T.Endoh, K.Shiraishi
  • 雑誌名: IEICE Transacions on Electronics E93-C
  • NAID: 10026825422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Importance of the Electronic State on the Electrode in Electron Tunneling Processes between the Electrode and the Quantum Dot (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Takada, S.Nomura, T.Endoh, Kenji Shiraishi
  • 雑誌名: IEICE Transactions on Electronics 巻: E93-C ページ: 563-568
  • NAID: 10026825422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Importance of Electronic State of Two-Dimensional Electron Gas for Electron Injection Process in Nano-Electronic Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, T.Endoh, Y.Takada, Y.Sakurai, S.Nomura, K.Shiraishi, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, Y.Shigeta
  • 雑誌名: Physica E (未定, In Press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Importance of the Electronic State on the Electrode in Electron Tunneling Processes between the Electrode and the Quantum Dot (2010)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Muraguchi, Yukihiro Takada, Shintaro Nomura, Tetsuo Endoh, Kenji Shiraishi
  • 雑誌名: IEICE Transacions on Electronics No.5(to be published)
  • NAID: 10026825422
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical Study of the Electron Dynamics of a Quantum Wire Coupled with the Quantum Dots (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Takada, S.Nomura, K.Shiraishi
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical study of the time-dependent phenomenon of photon assisted tunneling through a charged quantum dot (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, K.Shiraishi, K.Takeda
  • 雑誌名: Journal of Physics : Condensed Matter 21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical study of the time-dependent phenomenon of photon assisted tunneling through a charged quantum dot (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Muraguchi
  • 雑誌名: Journal of Physics : Condensed Matter 21
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical Study of the Electron Dynamics of a Quantum Wire Coupled with the Quantum Dots (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Muraguchi
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 150
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical study of the time-dependent phenomena on a two-dimensional electron gas wealdy coupled with a discrete level (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Takada, S.Nomura, K.Shiraishi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 7807-7811
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical study of the time-dependent phenomena on a two-dimensional electron gas wealdy coupled with a discrete level (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Muraguchi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 47 ページ: 7807-7811
  • 査読あり
• [学会発表] 2次元電子ガス-量子ドット界面における電子トンネル過程に対する微視的考察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 村口正和, 高田幸宏, 櫻井蓉子, 野村晋太郎, 白石賢二, 牧原克典, 池田弥央, 宮崎誠一, 重田育照, 遠藤哲郎
  • 学会等名: 日本物理学会2010年春季大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] 2次元電子ガス―量子ドット界面における電子トンネル過程に対する微視的考察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高田幸宏
  • 学会等名: 日本物理学会2010年春季大会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山県)
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] Collective Tunneling Model in Charge Trap Type NVM Cell (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, Y.Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, S.Nomura, K.Shiraishi, T.Endoh
  • 学会等名: International Conference on. Solid State Devices and Materials (SSDM2010), E-3-2
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] Collective Tunneling Model between Two-Dimensional Electron Gas to Si-Nano Dot (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, S.Nomura, K.Shiraishi, K.Makihara, M.Ikeda, S.Miyazaki, Y.Shigeta, T.Endoh
  • 学会等名: International Conference on the Physics of Semiconductors, Th-P2-105.
  • 発表場所: Seoul, Korea
• [学会発表] Study on Collective Electron Motion in Si-Nano Dot Floating Gate MOS Capacitor (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, S.Nomura, K.Shiraishi, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, Y Shigeta, T.Endoh
  • 学会等名: 2010 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices, 8A-4
  • 発表場所: Tokyo, Japan, June
• [学会発表] Collective Electron Tunneling Model in Si-Nano Dot Floating Gate MOS Structure (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, Y.Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, S.Nomura, K.Shiraishi, T.Endoh
  • 学会等名: ISTESNE 2010, ISTESNE 2010
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] Bias Voltage Sweep Speed Dependence of Electron Injection in Si-Nano-Dots Floating Gate MOS Capacitor (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, Y.Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, S.Nomura, K.Shiraishi, T.Endoh
  • 学会等名: IMFEDK2010, B-2
  • 発表場所: Osaka
• [学会発表] Bias Voltage Sweep Speed Dependence of Electron Injection in Si-Nano-Dots Floating Gate MOS Capacitor (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y, Sakurai, Y.Takada, S.Nomura, K.Shiraishi, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, Y.Shigeta, T.Endoh
  • 学会等名: International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai 2010
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Collective Electron Tunneling Model in Si-Nano Dot Floating Gate MOS Structure (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, Y Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, S.Nomura, K.Shiraishi, T.Endoh
  • 学会等名: International Symposium on Technology Evolution for Silicon Nano-Electronics
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Study on Collective Electron Motion in Si-Nano Dot Floating Gate MOS Capacitor (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, S.Nomura, K.Shiraishi, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, Y.Shigeta, T.Endoh
  • 学会等名: 2010 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Collective Tunneling Model between Two-Dimensional Electron Gas to Si-Nano Dot (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, S.Nomura, K.Shiraishi, K.Makihara, M.Ikeda, S.Miyazaki, Y.Shigeta, T.Endoh
  • 学会等名: International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Collective Tunneling Model in Charge Trap Type NVM Cell (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, Y.Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, S.Nomura, K.Shiraishi, T.Endoh
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] New Tunneling Model with Dependency of Temperature Measured in Si Nano-Dot Floating Gate MOS Capacitor (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, Y.Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, S.Nomura, K.Shiraishi, T.Endoh
  • 学会等名: International Conference on.Solid State Devices and Materials (SSDM2009)
  • 発表場所: Sendai, Japan.
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] New Tunneling Model with Dependency of Temperature Measured in Si Nano-Dot Floating Gate MOS Capacitor (2009)
  • 著者名/発表者名: 村口正和
  • 学会等名: International Conference on.Solid State Devices and Materials(SSDM2009)
  • 発表場所: Sendai, Japan
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] 円-リング複合型量子ドットのFloquet状態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村口正和, 遠藤哲郎, 杉山功太, 多川知希, 奧西拓馬, 武田京三郎
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本県)
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 円―リング複合型量子ドットの Floquet 状態 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村口正和
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本県)
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 1, Importance of the Electronic State on the Electrode in Electron, Tunneling Processes between the Electrode and the Quantum Dot (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, Y.Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, S.Nomura, K.Shiraishi, T.Endoh
  • 学会等名: The 14th International Conference on Modulated Semiconductor structures (MSS-14)
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2009-07-20
• [学会発表] Importance of the Electronic State on the Electrode in Electron Tunneling Processes between the Electrode and the Quantum Dot (2009)
  • 著者名/発表者名: 村口正和
  • 学会等名: The 14th International Conference on Modulated Semiconductor structures(MSS-14)
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2009-07-20
• [学会発表] Importance of Electronic State of Two-Dimensional Electron Gas for Electron Injection Process in Nano-Electronic Devices (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, Y.Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, S.Nomura, K.Shiraishi, T.Endoh
  • 学会等名: Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices 2009
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2009-06-25
• [学会発表] Study of Electronic State in Electrode for Nano-Electronic Devices (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Sakurai, Y.Takada, Y.Shigeta, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, S.Nomura, K.Shiraishi, T.Endoh
  • 学会等名: The 2009 International Meeting for Future of Electron Devices,Kansai
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2009-05-14
• [学会発表] Study of Electronic State in Electrode for Nano-Electronic Devices (2009)
  • 著者名/発表者名: 村口正和
  • 学会等名: The 2009 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2009-05-14
• [学会発表] 電子ガス-量子ドット結合系における電子ダイナミクスII (2009)
  • 著者名/発表者名: 村口正和, 遠藤哲郎, 櫻井蓉子, 野村晋太郎, 高田幸宏, 白石賢二, 池田弥央,牧原克典, 宮崎誠一, 斉藤慎一
  • 学会等名: 日本物理学会春季大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] New insight into Tunneling Process between Quantum Dot and Electron Gas (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, T.Endoh, Y.Sakurai, S.Nomura, Y.Takada, K.Shiraishi, M.Ikeda, K.Makihara, S.Miyazaki, Y.Shigeta
  • 学会等名: America Physical Society 2009 March Meeting.
  • 発表場所: Pittsburg, USA.
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] New insight into Tunneling Process between Quantum Dot and Electron Gas (2009)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Muraguchi
  • 学会等名: America Physical Society 2009 March Meeting
  • 発表場所: Pittsburg, USA
  • 年月日: 2009-03-19
• [学会発表] 少数個の電子で動く未来デバイスの姿 (2009)
  • 著者名/発表者名: 村口正和、遠藤哲郎、白石賢二、野村晋太郎、櫻井蓉子、高田幸宏、宮崎誠一、牧原克典、池田弥央
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
• [学会発表] Theoretical investigation of quantum dot coupled to a two-dimensional electron system (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Takada, Y.Sakurai, T.Endoh, S.Nomura
  • 学会等名: 13^<th> Advanced Heterostructures and Nanostructures Workshop.
  • 発表場所: Hawaii, USA.
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Theoretical investigation of quantum dot coupled to a two-dimensional electron system (2008)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Muraguchi
  • 学会等名: 13^<th> Advanced Heterostructures and Nanostructures Workshop
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] 電子ガスー量子ドット結合系における電子ダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 村口正和, 高田幸宏, 櫻井蓉子, 野村晋太郎, 斎藤慎一, 白石賢二
  • 学会等名: 日本物理学会秋季大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2008-09-21
• [学会発表] 信頼性を支配するトンネル現象に対する新しい理解 (2008)
  • 著者名/発表者名: 村口正和, 白石賢二
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会(シンポジウム講演)
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] 信頼性を支配するトンネル現象に対する新しい理解(シンポジウム講演) (2008)
  • 著者名/発表者名: 村口正和
  • 学会等名: 第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 中部大学
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] Theoretical Study of the Electron Dynamics of a Quantum Wire Coupled with the Quantum Dots (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, Y.Takada, S.Nomura, K.Shiraishi
  • 学会等名: International conference on Low Temperature Physics.
  • 発表場所: Amsterdam, Holland.
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] Theoretical Study of the Electron Dynamics of a Quantum Wire Coupled with the Quantum Dots (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Muraguchi
  • 学会等名: International conference on Low Temperature Physics
  • 発表場所: Amsterdam, Holland
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] Theoretical Study on Electron Dynamics for a Two-dimensional Electron Gas Coupled with a Quantum Dot (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi
  • 学会等名: International Conference on the Physics of Semiconductors.
  • 発表場所: Rio de Janeiro,Brazil.
  • 年月日: 2008-07-31
• [学会発表] Theoretical Study on Electron Dynamics for a Two-dimensional Electron Gas Coupled with a Quantum Dot (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Muraguchi
  • 学会等名: International Conference on the Physics of Semiconductors
  • 発表場所: Rio de Janeiro, Brazil
  • 年月日: 2008-07-31
• [学会発表] Theoretical Study on Time-dependent Phenomena of Photon-Assisted Tunneling through Charged Quantum Dot (2008)
  • 著者名/発表者名: M.Muraguchi, T.Okunishi, K.Shiraishi, K.Takeda
  • 学会等名: International Conference on Quantum Simulators and Design 2008.
  • 発表場所: 東京都江東区,Japan
  • 年月日: 2008-06-02
• [学会発表] Theoretical Study on Time-dependent Phenomena of Photon-Assisted Tunneling through Charged Quantum Dot (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Muraguchi
  • 学会等名: International Conference on Quantum Simulators and Design 2008
  • 発表場所: 東京都江東区, Japan
  • 年月日: 2008-06-02