| 研究課題/領域番号 |
21K04145
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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21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
立木 実 国立研究開発法人物質・材料研究機構, ナノアーキテクトニクス材料研究センター, 主幹研究員 (50318838)
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| 研究分担者 |
大井 修一 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 主任研究員 (10354292)
川原田 洋 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90161380)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021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 | 超伝導 / 電界効果トランジスタ / ダイヤモンド / 銅酸化物 / 磁気光学顕微鏡 / 磁束量子 / 磁気顕微鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は効率的な電力利用において、低損失デバイスとなることが期待される超伝導電界効果トランジスタの現象解明・動作機構実現のための基礎研究を行うものである。薄膜技術、低温計測技術、数値シミュレーション技術を駆使することによって従来に比べて大きな電流変調機能を持つ超伝導電界効果トランジスタの実現を目指す。
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| 研究成果の概要 |
ボロンドープ超伝導ダイヤモンドをソース・ドレイン電極に用い、2次元正孔ガス(2DHG)をチャネルに用いたダイヤモンド電界効果トランジスタ(FET)を作製し、ゲート電圧によるドレイン電流の変調効果を極低温において実現した。超伝導ダイヤモンドチャネルFETの超伝導電流の直接ゲート変調にもはじめて成功した。Bi2212銅酸化物超伝導体を劈開貼り付け法や、希塩酸処理法およびPLD成膜法によって超薄膜化した。超伝導トランジスタの動作理解に必要な磁束量子の駆動状態を観測するために、磁気光学薄膜センサの独自開発を行い、単一磁束量子レベルの運動をリアルタイムに観察できる磁気光学顕微鏡システムの開発に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超伝導ソース-ドレイン電極および２次元半導体チャネルをすべてダイヤモンドで構成された、近接効果型ダイヤモンド電界効果トランジスタ(FET)の変調動作を極低温で確認できたことや、超伝導体チャネルの超伝導電流を直接ゲートで変調する直接変調型ダイヤモンド超伝導FETの動作のデモンストレーションができたことによって、低炭素社会へ向けて、低損失なエネルギー活用に資する将来の超伝導FET開発に対する意義は大きい。また、単一磁束量子レベル分解能の動的観察が可能な磁気光学顕微鏡システムを開発したことで、超伝導デバイスや超伝導線材などの評価と改善に役立たせることができると考えられる。
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