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ドーパント格子の実現とその磁性制御の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25706003
研究種目

若手研究(A)

配分区分一部基金
研究分野 ナノ構造物理
研究機関静岡大学 (2015)
富山大学

研究代表者

堀 匡寛  静岡大学, 電子工学研究所, 講師 (50643269)

研究協力者 小野 行徳  静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80374073)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2013年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
キーワード量子準位 / チャージポンピング法 / 電子スピン共鳴法 / EDMR / シリコン / MOSFET / 界面欠陥 / ドーパント原子 / シリコントランジスタ / 局在準位 / 電子捕獲過程 / 半導体物性 / 電子スピン共鳴 / EDMR法 / 不純物原子
研究成果の概要

本研究課題では、シリコントランジスタ上で電荷とスピンを精密に制御することを最終目的として、2つの基盤技術を確立した。一つは、実時間領域で電流を検出する手法「実時間チャージポンピング法」である。当該手法を用いることで、局在準位(半導体中のドーパント原子や界面欠陥の準位)での電荷の動的挙動を詳細に解析することが可能となった。もう一つは、電子スピン共鳴を電気的に読み出す手法「EDMR(Electrically detected magnetic resonance)法」である。ここでは特に、欠陥準位での電子正孔再結合過程に基づくEDMR信号を取得することに成功した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Band transport across a chain of dopant sites in silicon over micron distances and high temperatures2016

    • 著者名/発表者名
      Enrico Prati, Kuninori Kumagai, Masahiro Hori, Takahiro Shinada
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep19704

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Accuracy of Charge Pumping Current in Time Domain2015

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, M. Hori, T. Tsuchiya, Y. Ono
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E98.C 号: 5 ページ: 390-394

    • DOI

      10.1587/transele.E98.C.390

    • NAID

      130005067742

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrical activation and electron spin resonance measurements of arsenic implanted in silicon2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hori, M. Uematsu, A. Fujiwara, Y. Ono
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 号: 14

    • DOI

      10.1063/1.4917295

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct observation of electron emission and recombination processes by time domain measurements of charge pumping current2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hori, T. Watanabe, T. Tsuchiya, Y. Ono
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.4906997

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of accuracy of charge pumping current in time domain2015

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, M. Hori T. Tsuchiya, Y. Ono
    • 雑誌名

      IEICE Trans. Electron.

      巻: Vol. E98-C, No. 5 ページ: 390-394

    • NAID

      130005067742

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of electron capture process in charge pumping sequence using time domain measurements2014

    • 著者名/発表者名
      M. Hori, T. Watanabe, T. Tsuchiya, Y. Ono
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 105 号: 26

    • DOI

      10.1063/1.4905032

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electron spin resonance study on pure single crystalline sapphire2013

    • 著者名/発表者名
      M. Hori, N. Fukumoto, Y. Ono, R. Chikaoka, S. Moriwaki, N. Mio
    • 雑誌名

      Phys. Status Solidi C

      巻: 10 号: 12 ページ: 1681-1683

    • DOI

      10.1002/pssc.201300321

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シリコン酸化膜界面欠陥の低温 チャージポンピング2016

    • 著者名/発表者名
      渡辺時暢、堀匡寛、小野行徳
    • 学会等名
      電子情報通信学会 研究会「機能ナノデバイスおよび関連技術」
    • 発表場所
      北海道大学 百年記念会館(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Cryogenic Charge Pumping using Silicon on Insulators2015

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, M. Hori, T. Saruwatari, A. Fujiwara, Y. Ono
    • 学会等名
      28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2015)
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center, Toyama
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrically detected magnetic resonance study on silicon PN junction2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishiuchi, K. Furuta, T. Mitani, M. Hori, Y. Ono
    • 学会等名
      2015 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD 2015)
    • 発表場所
      Jeju Island, Korea
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ESR measurements of As donor electrons in silicon2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hori, M. Uematsu, A. Fujiwara, Y. Ono
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2015)
    • 発表場所
      TOKI MESSE Niigata Convention Center Niigata, Japan
    • 年月日
      2015-06-16 – 2015-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Charge pumping by point defects –Towards ultimate control of recombination in silicon-2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Ono and M. Hori
    • 学会等名
      III Bilateral Italy-Japan Seminar
    • 発表場所
      Campus Plaza Kyoto, Kyoto Japan
    • 年月日
      2015-06-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ESR measurements of As donor electrons in silicon2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hori, M. Uematsu, A. Fujiwara, Y. Ono
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2015)
    • 発表場所
      TOKI MESSE Niigata Convention Center Niigata, Japan
    • 年月日
      2015-06-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single ion implantation of Ge donor impurity in silicon transistors2015

    • 著者名/発表者名
      E. Prati, Y. Chiba, M. Yano, K. Kumagai, M. Hori, G. Ferrari, T. Shinada, T. Tanii
    • 学会等名
      Silicon Nanoelectronics Workshop 2015
    • 発表場所
      Rega Royal Hotel Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-06-14 – 2015-06-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Charge Puming in SOI Gated PIN Diode2015

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, M. Hori, T. Saruwatari, T. Tsuchiya, A. Fujiwara, Y. Ono
    • 学会等名
      Silicon Nanoelectronics Workshop 2015
    • 発表場所
      Rega Royal Hotel Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-06-14 – 2015-06-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Single ion implantation of Ge donor impurity in silicon transistors2015

    • 著者名/発表者名
      E. Prati, Y. Chiba, M. Yano, K. Kumagai, M. Hori, G. Ferrari, T. Shinada, T. Tanii
    • 学会等名
      2015 Silicon Nanoelectronics Workshop (SNW-2015)
    • 発表場所
      Rega Royal Hotel Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Charge Puming in SOI Gated PIN Diode2015

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, M. Hori, T. Saruwatari, T. Tsuchiya, A. Fujiwara, Y. Ono
    • 学会等名
      2015 Silicon Nanoelectronics Workshop (SNW-2015)
    • 発表場所
      Rega Royal Hotel Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-06-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] チャージポンピング電流の実時間計測による電子捕獲過程の解析2015

    • 著者名/発表者名
      堀 匡寛、渡辺 時暢、土屋 敏章、小野 行徳
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県、東海大学
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] チャージポンピング電流の実時間計測による電子放出、再結合過程の直接観測2015

    • 著者名/発表者名
      堀 匡寛、渡辺 時暢、土屋 敏章、小野 行徳
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県、東海大学
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シリコンPN接合における再結合電流のEDMR観察2015

    • 著者名/発表者名
      古田慧梧、小野行徳、西内祐樹、三谷太希、堀匡寛
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県、東海大学
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 実時間チャージポンピングの精度評価2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺時暢、堀 匡寛、土屋敏章、小野行徳
    • 学会等名
      電子情報通信学会研究会 シリコン材料・デバイス研究会
    • 発表場所
      北海道、北海道大学
    • 年月日
      2015-02-05 – 2015-02-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of accuracy of time-domain charge pumping2014

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, M. Hori, T. Tsuchiya, Y. Ono
    • 学会等名
      2014 Asdia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2014-07-01 – 2014-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Time-domain measurements of charge pimping current2014

    • 著者名/発表者名
      M. Hori, T. Watanabe, T. Tsuchiya, Y. Ono
    • 学会等名
      2014 Silicon Nanoelectronics Workshop
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of accuracy of time-domain charge pumping method2014

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, M. Hori, T. Tsuchiya and Y. Ono
    • 学会等名
      2014 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD2014)
    • 発表場所
      Kanazawa Bunka Hall, Kanazawa, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Time domain measurements of charge pumping current2014

    • 著者名/発表者名
      M. Hori, T. Watanabe, T. Tsuchiya and Y. Ono
    • 学会等名
      2014 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village, Honolulu, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Electron pump by a single atom Towards ultimate control of electronic charges

    • 著者名/発表者名
      Y. Ono, G. P. Lansbergen, M. Hori, A. Fujiwara
    • 学会等名
      2014 International Workshop on Advanced Nanovision Science
    • 発表場所
      Shizuoka University, Shizuoka, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ESR study on pure single crystalline sapphire

    • 著者名/発表者名
      M. Hori, N. Fukumoto, Y. Ono, R. Chikaoka, Y. Hayakawa, S. Moriwaki, N. Mio
    • 学会等名
      The Asia-Pacific Conference on Green Technology with Silicides and Related Materials (APAC-SILICIDE 2013)
    • 発表場所
      University of Tsukuba, Tsukuba, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Electron spin resonance measurement of sapphire for KAGRA mirrors

    • 著者名/発表者名
      N. Fukumoto, Y. Ono, M. Hori, R. Chikaoka, Y. Hayakawa, S. Moriwaki, N. Mio
    • 学会等名
      The 12th Asia Pacific Physics Conference (APPC12)
    • 発表場所
      Makuhari Messe, Chiba, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ESR Study of Arsenic in Silicon in Low Ion-implantation-dose Regime

    • 著者名/発表者名
      M. Hori, H. Tanaka, A. Fujiwara, and Y. Ono
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2013)
    • 発表場所
      Ishikawa Ongakudo, Kanazawa, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 実時間チャージポンピング法の開発

    • 著者名/発表者名
      渡辺 時暢,堀 匡寛,土屋 敏章,小野 行徳
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大、神奈川
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 1次元リン(P)ドーパント配列を有する長チャネルトランジスタの低温伝導特性評価

    • 著者名/発表者名
      熊谷国憲, Enrico Prati, 堀匡寛, 福井結子, 谷井孝至, 品田賢宏
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大、神奈川
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イオンビーム応用研究の源流

    • 著者名/発表者名
      大泊 巌、 堀 匡寛
    • 学会等名
      マイクロビームアナリシス第141委員会 平成25年度研修セミナー「イオン利用分析法」
    • 発表場所
      ホテルコスモスクエア国際交流センター、大阪
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www3.u-toyama.ac.jp/yukiono/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www3.u-toyama.ac.jp/yukiono/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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