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少数電荷分布イメージングの開発

研究課題

研究課題/領域番号 22654036
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 物性Ⅰ
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

河野 行雄  独立行政法人理化学研究所, 石橋極微デバイス工学研究室, 専任研究員 (90334250)

研究期間 (年度) 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2010年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード電荷分布イメージング / 単電子トランジスタ / 量子ポイントコンタクト
研究概要

半導体微細化による電子デバイス性能向上の限界が近づいている現在、新しい材料によるデバイス開発が要求されている。ところが、これらのデバイスでは電極との接合や欠陥の影響がマクロな電気特性に影響を与える課題が指摘されているものの、そこでの電荷分布を高感度・高空間分解能で評価する装置がないという問題に直面している。本研究の目的は、単電子トランジスタや量子ポイントコンタクト素子が潜在的に持つ超高感度性と原子間力顕微鏡カンチレバーの高空間分解能を同時に利用した、新しい電荷分布イメージング用センサを開発することである。この開発は、現在まだ研究段階に止まっている有機半導体、カーボンナノチューブ、グラフェンなど新規材料による電子デバイス実用化の実現に向けた強力な計測装置になると期待できる。本年度は、金属コートカンチレバーと単電子トランジスタのゲート電極を結合させたシステムを開発した。被測定試料に交流電流を流した状態で、単電子トランジスタのソースードレイン電流を測定したところ、試料の電流に同期した周波数で、応答電流が観測された。これは、カンチレバー真下における試料の電荷状態を単電子トランジスタで読み取っていることを意味する。さらに、試料にわずかな直流電流を流した状態で同様の測定を行ったところ、単電子トランジスタからスパイク状のスイッチング電流が観測された。これは、試料中の少数個の電荷を検出していることを示している。

報告書

(1件)
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2010

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Scanning Electrometer : Mapping of Electric Potential and Its Fluctuation (Selected for SPOTLIGHTS : Editors' Choice)2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawano
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 49

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scanning nanoelectrometer based on a two-dimensional electron gas transistor with a probe-integrated gate electrode2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawano
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 96

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] グラフェンにおけるポテンシャル分布イメージング2010

    • 著者名/発表者名
      河野行雄
    • 学会等名
      日本物理学会平成22年度秋季大会
    • 発表場所
      大阪府立大学、堺市
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Spatial Mapping of Potential Fluctuation in GaAs/AlGaAs and Graphene by a Scanning Nanoelectrometer2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawano
    • 学会等名
      19th International Conference on the Application of High Magnetic Fields in Semiconductor Physics and Nanotechnology
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2010-08-02
    • 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: 2020-05-15  

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