エレクトロマイグレーションを用いた原子移動機構による強磁性単電子帯電構造の集積化

• 研究課題/領域番号: 24360117
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 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, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00315657)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2014年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2012年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
• キーワード: 少数電子素子 / スピンエレクトロニクス / エレクトロマイグレーション / マイクロ・ナノデバイス / ナノギャップ / ナノ材料 / 単電子トランジスタ / 磁性

研究成果の概要

本研究では、単電子トランジスタ（SET）の簡便な作製手法として、ナノギャップ構造でのエレクトロマイグレーションを応用した電界放射電流誘起型エレクトロマイグレーション法（アクティベーション法）を提案している。これは、ギャップ間隔が数十nmのナノギャップに対する通電により、ギャップ電極先端近傍の原子が活性化されることで原子の移動が誘起され、SETの作製を行う手法である。研究成果として、アクティベーション法を適用するナノギャップ間隔や通電電流量を適切に設定することで、室温動作可能なSETの作製、SETの特性制御、およびSETの集積化を達成した。

研究成果

• [雑誌論文] Ultrafast Feedback-Controlled Electromigration Using a Field-Programmable Gate Array (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanamaru, M. Ando and J. Shirakashi
  • 雑誌名: J. Vac. Sci. Technol. B 巻: 33 号: 2
  • DOI: 10.1116/1.4903929
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Fully Customized Hardware System for Ultra-Fast Feedback-Controlled Electromigration Using FPGA (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanamaru, M. Ando, R. Suda and J. Shirakashi
  • 雑誌名: 2014 IEEE 14th International Conference on Nanotechnology (IEEE-NANO) 巻: 14778995 ページ: 719-722
  • DOI: 10.1109/nano.2014.6968058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Resistive Switching Effects in Electromigrated Ni Nanogaps (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takikawa, R. Suda, M. Ito, T. Toyonaka and J. Shirakashi
  • 雑誌名: 2014 IEEE 14th International Conference on Nanotechnology (IEEE-NANO) 巻: 14778966 ページ: 715-718
  • DOI: 10.1109/nano.2014.6968014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-temperature deposition of thin Si, Ge, and SiGe films using reducing activity of ballistic hot electrons (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Koshida, R. Suda, M. Yagi, A. Kojima, R. Mentek, B. Gelloz, N. Mori, and J. Shirakashi
  • 雑誌名: ECS Trans. 巻: 64 号: 6 ページ: 405-410
  • DOI: 10.1149/06406.0405ecst
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ballistic hot electron effects in nanosilicon dots and their photonic applications (Invited) (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Koshida, N. Ikegami, A. Kojima, R. Mentek, R. Suda, M. Yagi, J. Shirakashi, B. Gelloz, and N. Mori
  • 雑誌名: ECS Trans. 巻: 61 号: 5 ページ: 47-54
  • DOI: 10.1149/06105.0047ecst
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Electrical Properties of Nanogap-Based Single-Electron Transistors Fabricated by Field-Emission-Induced Electromigration (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Suda, S. Akimoto, K. Morihara and J. Shirakashi
  • 雑誌名: Proc. 13th IEEE Int. Conf. on Nanotechnology (IEEE-NANO) 巻: 13 ページ: 87-90
  • DOI: 10.1109/nano.2013.6720862
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tuning of Resistance of Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration with Feedback Control Scheme (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ando, S. Akimoto, R. Suda and J. Shirakashi
  • 雑誌名: Conference Proceedings, 2013 13th IEEE International Conference on Nanotechnology (IEEE-NANO) 巻: Year 2013 ページ: 1141-1144
  • DOI: 10.1109/nano.2013.6721060
  • 査読あり
• [雑誌論文] In-Situ Observation of Temperature Distribution of Microheaters Using Near-Infrared Charge Coupled Device Imaging System (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Saito, W. Lin and J. Shirakashi
  • 雑誌名: Nanosci. Nanotechnol. Lett. 巻: 5 号: 10 ページ: 1076-1080
  • DOI: 10.1166/nnl.2013.1671
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation Scheme of Quantum Point Contacts Based on Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Suda, M. Yagi, T. Watanabe and J. Shirakashi
  • 雑誌名: J. Nanosci. Nanotechnol. 巻: 13 号: 2 ページ: 883-887
  • DOI: 10.1166/jnn.2013.6072
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control Parameters for Fabrication of Single-Electron Transistors Using Field-Emission-Induced Electromigration (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Akimoto, M. Ito, S. Ueno and J. Shirakashi
  • 雑誌名: J. Nanosci. Nanotechnol. 巻: 13 号: 2 ページ: 993-996
  • DOI: 10.1166/jnn.2013.6073
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanoscale Scratching of Platinum Thin Films Using Atomic Force Microscopy with DLC Tips (2012)
  • 著者名/発表者名: X. Jiang, G Wu, Z. Du, K. J. Ma, J. Shirakashi and A. A. Tseng
  • 雑誌名: J. Vac. Sci. Technol. 巻: 30 号: 2
  • DOI: 10.1116/1.3694242
  • 査読あり
• [学会発表] Structural Tuning of Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration with Bipolar Biasing (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Yagi, M. Ito and J. Shirakashi
  • 学会等名: 4th International Conference on Manipulation, Manu-facturing and Measurement on the Nanoscale (3M-NANO 2014)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan.
  • 年月日: 2014-10-27 – 2014-10-31
  • 招待講演
• [学会発表] Simultaneous Fabrication of Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Ito, M. Yagi, K. Morihara and J. Shirakashi
  • 学会等名: 4th International Conference on Manipulation, Manu-facturing and Measurement on the Nanoscale (3M-NANO 2014)
  • 発表場所: Taipei, Taiwan.
  • 年月日: 2014-10-27 – 2014-10-31
• [学会発表] A Fully Customized Hardware System for Ultra-Fast Feedback-Controlled Electromigration Using FPGA (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Kanamaru, M. Ando, R. Suda and J. Shirakashi
  • 学会等名: IEEE NANO 2014 (2014 IEEE International Conference on Nanotechnology)
  • 発表場所: Toronto, ON, Canada.
  • 年月日: 2014-08-18 – 2014-08-21
• [学会発表] Resistive Switching Effects in Electromigrated Ni Nanogaps (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takikawa, R. Suda, M. Ito, T. Toyonaka and J. Shirakashi
  • 学会等名: IEEE NANO 2014 (2014 IEEE International Conference on Nanotechnology)
  • 発表場所: Toronto, ON, Canada.
  • 年月日: 2014-08-18 – 2014-08-21
• [学会発表] Nanoscale Mechanical Scratching of Graphene Using Scanning Probe Microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Suda, T. Saito, A. A. Tseng and J. Shirakashi
  • 学会等名: 5th IEEE International Nanoelectronics Conference (INEC 2013)
  • 発表場所: Sentosa Island, Singapore
  • 年月日: 2013-01-03
• [学会発表] Electrical Properties of Nanogap-Based Single-Electron Transistors Fabricated by Field-Emission-Induced Electromigration (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Suda, S. Akimoto, K. Morihara and J. Shirakashi
  • 学会等名: IEEE NANO 2013 (2013 IEEE International Conference on Nanotechnology)
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] Tuning of Resistance of Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration with Feedback Control Scheme (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ando, S. Akimoto, R. Suda and J. Shirakashi
  • 学会等名: IEEE NANO 2013 (2013 IEEE International Conference on Nanotechnology)
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] Electromigration-Based Fabrication Methods for Single-Electron Transistors (2013)
  • 著者名/発表者名: J. Shirakashi
  • 学会等名: CMOS Emerging Technologies Research, 2013 Symposium
  • 発表場所: Whistler, BC, Canada
  • 招待講演
• [学会発表] In-Situ Control of Quantum Point Contacts Using Scanning Probe Microscopy Scratch Lithography (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Suda, T. Ohyama, A. A. Tseng and J. Shirakashi
  • 学会等名: IEEE NANO 2012 (12th International Conference on Nanotechnology)
  • 発表場所: Birmingham, UK.(招待講演)
  • 年月日: 2012-08-23
• [学会発表] Investigation of Nanogap Formation Process Using Field-Emission-Induced Electromigration with Alternating Current Bias (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yagi, S. Akimoto, M. Ito and J. Shirakashi
  • 学会等名: 2012 International Conference on Nanoscience +Technology (ICN+T 2012)
  • 発表場所: Paris, France.
  • 年月日: 2012-07-25
• [図書] Nanoelectronic Device Applications Handbook, "Chapter 13: Simultaneously Controlled Tuning of Tunneling Properties of Integrated Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration" (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ito, S. Akimoto, R. Suda and J. Shirakashi
  • 出版者: CRC Press, Taylor and Francis Group, LLC
• [備考] 白樫研究室ホームページ
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~nanotech/index.htm
• [備考] 白樫研究室ホームページ
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~nanotech/index.htm
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~nanotech/index.htm