| 研究課題/領域番号 |
21H04559
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
宮崎 誠一 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70190759)
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| 研究分担者 |
牧原 克典 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90553561)
大田 晃生 福岡大学, 理学部, 准教授 (10553620)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
43,550千円 (直接経費: 33,500千円、間接経費: 10,050千円)
2023年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2022年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2021年度: 28,210千円 (直接経費: 21,700千円、間接経費: 6,510千円)
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| キーワード | Si系量子ドット / コア／シェル / コア／シェル構造 / 量子ドット / Feシリサイドナノドット / スーパーアトム / スーパーアトム構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来の半導体ナノドットあるいは均質な量子ドットには見られない異なる物性を有するナノ構造の結合による電子状態の融合や新規電子状態が実現可能な「ハイブリッドスーパーアトム」形成プロセスを構築し、これらの特異な電子物性をデバイス特性・機能に直接反映させた少数電子・光子で動作する新原理機能デバイスの開発を推進する。これにより、均質の量子ドットでは原理的に実現不可能な多数電子の安定保持能力と多値性の両立とともに内部分極の非線形性・多段階性およびシリサイド・ジャーマナイド内核の特異物性（スピン自由度／光との相互作用）をデバイスの入出力・多値記憶機能に直接反映した光・電子融合デバイスの開発への展開を図る。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、リモートH2プラズマ支援によりSiO2上に形成したFeナノドットに基板温度400℃でSiH4を照射することで、高密度β-FeSi2ナノドットが形成でき、室温においてバルクβ-FeSi2の間接バンドギャップよりも高エネルギ領域にPLが認められた。また、サイズの異なるナノドットにおいてサイズの縮小に伴うPLのブルーシフトが観測されたことから、PL発光は量子サイズ効果で解釈できる。さらに、Fe-シリサイドでキャップされたSi-QDsをセルフアライン・シリサイドプロセスで作製し、その後SiH4照射することで、β-FeSi2コア/Siシェル量子ドットの形成が実現できることも実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた成果に基づいて、ナノドットに固有の構造・物性の創出に展開することで、新しい機能性材料の設計指針を与えることが出来る。また、合金ナノドットにおいて、バルク材料や薄膜では不安定な相や、従来のバルク相図にはない新たな相の安定形成ができれば、電荷に加えてスピン自由度や光との相互作用、これらの複合機能を有する新たな電子材料系の創成が期待できる。さらに、これらの新規ナノドットの機能性をデバイスの動作原理に反映させることができれば、既存デバイスよりも低消費電力で高性能・高機能な新デバイスの開発を実現でき、IT社会の高度化に不可欠な基盤技術の構築に寄与できる。
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