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エレクトロマイグレーションによるナノギャップの原子移動制御と単電子機能発現

研究課題

研究課題/領域番号 22651039
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
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) 2010 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
3,580千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 480千円)
2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2010年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードナノ構造形成・制御 / ナノギャップ / エレクトロマイグレーション / マイクロ・ナノデバイス / 少数電子素子 / 強磁性単電子トランジスタ / 電界放射電流 / 原子移動制御
研究概要

本研究課題では、以下の研究成果を達成した。
(1)ナノギャップでのエレクトロマイグレーションにより駆動される原子移動機構を用いた単電子トランジスタ(SET)作製技術の開発:電流源の極性を交互に変化させたアクティベーション手法を提案・検討した。極性変化を行う事で、ナノギャップ電極の双方から原子の移動が生じ、ナノギャップのより微細な構造制御や狭窄化に成功した。
(2)複数のナノギャップを直列に接続した集積型ナノギャップでのSET構造の一括作製・特性制御・集積化技術の開発:アクティベーションにより2つのSET構造の一括作製および集積化を達成した。集積した2つのSETはほぼ同一の特性を有し、アクティベーション条件によりナノギャップ系SETの素子特性を同時に制御・調節しながら、SETを集積化することが可能であることが明らかとなった。さらに、本手法において得られたラテラル型Ni/真空障壁/Ni系磁性トンネル接合単体でのトンネル磁気抵抗効果(TMR)から、室温にて10%程度のTMRの観測に成功した。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (7件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Integration of Single-Electron Transistors Using Field-Emission-Induced Electromigration2011

    • 著者名/発表者名
      S. Ueno, Y. Tomoda, W. Kume, M. Hanada, K. Takiya and J. Shirakashi
    • 雑誌名

      J. Nanosci. Nanotechnol

      巻: 11 ページ: 6258-6261

    • NAID

      110008001136

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scratch Direction and Threshold Force in Nanoscale Scratching Using Atomic Force Microscopes2011

    • 著者名/発表者名
      A. A. Tseng, C. J. Kuo, S. Jou, S. Nishimura and J. Shirakashi
    • 雑誌名

      Appl. Surf. Sci

      巻: 257 ページ: 9243-9250

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分割型電圧フィードバックエレクトロマイグレーション法を用いた室温動作可能なプレナー型強磁性トンネル接合素子の作製2011

    • 著者名/発表者名
      安武龍太朗、渡邉敬登、上野俊介、北川潤、白樫淳一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: vol.110, no.423 ページ: 19-23

    • NAID

      110008688779

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Fabrication of Planar-Type Ni/Vacuum/Ni Tunnel Junctions Based on Ferromagnetic Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration2011

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe, K.Takiya, J.Shirakashi
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys.

      巻: 109 号: 7

    • DOI

      10.1063/1.3565198

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tuning of Tunnel Resistance of Nanogaps by Field-Emission-Induced Electromigration Using Current Source Mode2011

    • 著者名/発表者名
      K.Takiya, Y.Tomoda, W.Kume, S.Ueno, T. Watanabe, J.Shirakashi
    • 雑誌名

      J.Nanosci.Nanotechnol.

      巻: 11 号: 7 ページ: 6266-6270

    • DOI

      10.1166/jnn.2011.4336

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integration of Single-Electron Transistors Using Field-Emission-Induced Electromigration2011

    • 著者名/発表者名
      S.Ueno, Y.Tomoda, W.Kume, M.Hanada, K.Takiya, J.Shirakashi
    • 雑誌名

      J.Nanosci.Nanotechnol.

      巻: 11 号: 7 ページ: 6258-6261

    • DOI

      10.1166/jnn.2011.4328

    • NAID

      110008001136

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scratch Properties of Nickel Thin Films Using Atomic Force Microscopy2010

    • 著者名/発表者名
      A. A. Tseng, J. Shirakashi, S. Jou, J. C. Huang and T. P. Chen
    • 雑誌名

      J. Vac. Sci. Technol

      巻: B28 ページ: 202-210

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanomachining of Permalloy for Fabricating Nanoscale Ferromagnetic Structures Using Atomic Force Microscopy2010

    • 著者名/発表者名
      A. A. Tseng, J. Shirakashi, S. Nishimura, K. Miyashita and Z. Li
    • 雑誌名

      J. Nanosci. Nanotechnol

      巻: 10 ページ: 456-466

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 電界放射電流誘起型エレクトロマイグレーションによる単電子トランジスタの集積化2010

    • 著者名/発表者名
      上野俊介、友田悠介、久米彌、花田道庸、滝谷和聡、白樫淳一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 422 ページ: 35-39

    • NAID

      110008001136

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 電界放射電流誘起型エレクトロマイグレーション法によるプレナー型強磁性トンネル接合の作製2010

    • 著者名/発表者名
      滝谷和聡、友田悠介、渡邉敬登、久米彌、上野俊介、白樫淳一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 422 ページ: 41-45

    • NAID

      110008001137

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 10 Micrometer-Scale SPM Local Oxidation Lithography2010

    • 著者名/発表者名
      T.Toyofuku, S.Nishimura, K.Miyashita, J.Shirakashi.
    • 雑誌名

      J.Nanosci.Nanotechnol.

      巻: 10 ページ: 4543-4547

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Feedback Parameters on Resistance Control of Metal Nanowires by Stepwise Feedback-Controlled Electromigration2010

    • 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

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Single-Electron Transistors Using Field-Emission-Induced Electromigration2010

    • 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

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fabrication of Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration with Alternating Current Bias2011

    • 著者名/発表者名
      M. Yagi, R. Suda, T. Watanabe and J. Shirakashi
    • 学会等名
      International Conference on Nanoscience and Technology, China 2011(ChinaNANO 2011)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Simultaneous Tuning of Tunnel Resistance of Integrated Nanogaps by Field-Emission-Induced Electromigration2011

    • 著者名/発表者名
      M.Ito, S.Ueno, T.Watanabe, S.Akimoto, J.Shirakashi
    • 学会等名
      The IEEE NANO 2011 Conference (11th International Conference on Nanotechnology)
    • 発表場所
      Portland, OR, USA(招待講演)
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Planar-Type Ni/Vacuum/Ni Tunnel Junctions Based on Ferromagnetic Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration2010

    • 著者名/発表者名
      K. Takiya, T. Watanabe and J. Shirakashi
    • 学会等名
      55th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials(MMM-2010)
    • 発表場所
      Atlanta, GA, USA
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] A Newly Investigated Approach for the Control of Tunnel Resistance of Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration2010

    • 著者名/発表者名
      K. Takiya, Y. Tomoda, W. Kume, S. Ueno, T. Watanabe and J. Shirakashi
    • 学会等名
      International Conference on Nanoscience and Technology(ICN-T 2010)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Integration of Single-Electron Transistors Using Field-Emission-Induced Electromigration2010

    • 著者名/発表者名
      S. Ueno, Y. Tomoda, W. Kume, M. Hanada, K. Takiya and J. Shirakashi
    • 学会等名
      10th International Conference on Nanotechnology(IEEE NANO 2010)-Joint Symposium with NANO KOREA 2010
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Tuning of Tunnel Resistance of Nanogaps by Field-Emission-Induced Electromigration Using Current Source Mode2010

    • 著者名/発表者名
      K. Takiya, Y. Tomoda, W. Kume, S. Ueno, T. Watanabe and J. Shirakashi
    • 学会等名
      10th International Conference on Nanotechnology(IEEE NANO 2010)-Joint Symposium with NANO KOREA 2010
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Fabrication of Planar-Type Ni/Vacuum/Ni Tunnel Junctions Based on Ferromagnetic Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration2010

    • 著者名/発表者名
      K.Takiya, T.Watanabe, J.Shirakashi
    • 学会等名
      55th Annual Conference on Magnetism and Magnetic Materials (MMM-2010)
    • 発表場所
      Atlanta, GA, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tuat.ac.jp/~nanotech/index.htm

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tuat.ac.jp/~nanotech/index.htm

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.tuat.ae.jp/~nanotech/index.htm

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2016-04-21  

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