ナノギャップでのエレクトロマイグレーションを利用した原子の移動操作制御手法の開発

• 研究課題/領域番号: 25630122
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 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): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• 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 / 電気・電子材料 / FPGA / 単電子トランジスタ / 電子・電気材料 / マイグレーション / 単電子素子

研究成果の概要

本研究では、ナノギャップに発現するエレクトロマイグレーション現象を利用した原子の移動操作制御技術を開発し、強磁性単電子トランジスタやNiナノギャップ系抵抗スイッチング素子、Ni系量子ポイントコンタクトの作製を検討した。ナノギャップでの原子のマイグレーションを利用した本手法では、作製された数十nmの初期ナノギャップに対して、あらかじめ設定した電流値まで通電を行うことで、ナノギャップの構造や電気的特性を広範囲にわたってtuningすることができる。これより、ナノギャップでの原子移動を最適化することで、ナノスケールデバイスが容易に作製可能になるものと期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Controlling the tunnel resistance of suspended Ni nanogaps using field-emission-induced electromigration (2015)
  • 著者名/発表者名: T.:Toyonaka, K. Morihara, K. Takikawa, M. Ito, and J. Shirakashi
  • 雑誌名: J. Vac. Sci. & Technol. 巻: 33 号: 2
  • DOI: 10.1116/1.4904731
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 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
  • 雑誌名: Conference Proceedings, 2014 International Conference on Manipulation, Manufacturing and Measurement on the Nanoscale (3M-NANO) 巻: INSPEC Accession #: 14983607 ページ: 134-138
  • DOI: 10.1109/3m-nano.2014.7057332
  • 査読あり
• [雑誌論文] 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
  • 雑誌名: Conference Proceedings, 2014 International Conference on Manipulation, Manufacturing and Measurement on the Nanoscale (3M-NANO) 巻: INSPEC Accession #: 14983576 ページ: 312-315
  • DOI: 10.1109/3m-nano.2014.7057331
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノギャップでの原子のマイグレーション現象により作製したNi系ナノスケールデバイス (2014)
  • 著者名/発表者名: 須田隆太郎、伊藤光樹、森原康平、豊中貴大、滝川主喜、白樫淳一
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 113 ページ: 95-100
• [雑誌論文] FPGAを用いた超高速フィードバック制御型エレクトロマイグレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 金丸祐真、安藤昌澄、齋藤孝成、白樫淳一
  • 雑誌名: 電子情報通信学会技術研究報告 巻: 113 ページ: 83-87
• [雑誌論文] Electro-Deposition of Thin Si and Ge Films Based on Ballistic Hot Electron Injection (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Koshida, A. Kojima, T. Ohta, R. Mentek, B. Gelloz, N. Mori, J. Shirakashi
  • 雑誌名: ECS Solid State Letters 巻: 3 (5) 号: 5 ページ: P57-P60
  • DOI: 10.1149/2.002405ssl
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 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: 2014 International Conference on Nanoscience + Technology (ICN+T 2014)
  • 発表場所: Vail, Colorado, USA.
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [学会発表] Fabrication of Resistive Switching Devices Based on Ni Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takikawa, R. Suda, M. Ito, T. Toyonaka and J. Shirakashi
  • 学会等名: 2014 International Conference on Nanoscience + Technology (ICN+T 2014)
  • 発表場所: Vail, Colorado, USA.
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [学会発表] Control of Tunnel Resistance of Suspended Ni Nanogaps Using Field-Emission-Induced Electromigration (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Toyonaka, R. Suda, M. Ito, K. Takikawa and J. Shirakashi
  • 学会等名: 2014 International Conference on Nanoscience + Technology (ICN+T 2014)
  • 発表場所: Vail, Colorado, USA.
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-25
• [学会発表] ナノギャップでの原子のマイグレーション現象により作製したNi系ナノスケールデバイス (2014)
  • 著者名/発表者名: 須田隆太郎、伊藤光樹、森原康平、豊中貴大、滝川主喜、白樫淳一
  • 学会等名: 電子情報通信学会 電子デバイス研究会（ED）/シリコン材料・デバイス研究会（SDM）「機能ナノデバイスおよび関連技術」
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] FPGAを用いた超高速フィードバック制御型エレクトロマイグレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 金丸祐真、安藤昌澄、齋藤孝成、白樫淳一
  • 学会等名: 電子情報通信学会 電子デバイス研究会（ED）/シリコン材料・デバイス研究会（SDM）「機能ナノデバイスおよび関連技術」
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] tic Electro-Deposition of Thin Si, Ge, and SiGe Films (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Suda, M. Ito, M. Yagi, A. Kojima, R. Mentek, N. Mori, J. Shirakashi and N. Koshida
  • 学会等名: 2013 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2013)
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
• [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