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量子情報変換に向けたシリコン量子ドット素子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26630151
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関東京工業大学

研究代表者

小寺 哲夫  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (00466856)

研究協力者 堀部 浩介  
野口 智宏  
ANDREEV Aleksey  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード量子デバイス / スピンデバイス / 量子情報 / 量子ドット
研究成果の概要

将来的な量子光通信への応用を目指し、シリコン量子ドット素子の開発を行った。サイズの異なるシリコン量子ドットを2つ結合させた素子を作製し、各量子ドットにおける量子的なエネルギーの異なる状態を実現した。また、安定的に動作するシリコン量子ドットを実現した。具体的には、薄膜化したシリコンを用いて量子ドットを作製し、量子ドットの帯電エネルギーの増大を実証した。大きな帯電エネルギーは、光照射時の素子の安定性のために必要である。
これらの成果は、学術論文誌や、国際会議、国内学会において公表を行った。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 10件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Hitachi Cambridge Laboratory(英国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum dots in single electron transistors with ultrathin silicon-on-insulator structures2015

    • 著者名/発表者名
      S. Ihara, A. Andreev, D. A. Williams, T. Kodera, and S. Oda
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 107 号: 1 ページ: 0131021-4

    • DOI

      10.1063/1.4926335

    • 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] Ge/Si core/shell nanowires with controlled low temperature grown Si shell thickness2015

    • 著者名/発表者名
      T. Noguchi, K. Morita, M. Simanullang, Z. Xu, K. Usami, Y. Kawano, T. Kodera and S. Oda
    • 雑誌名

      Phys. Status Solidi A

      巻: 212, 7 号: 7 ページ: 1578-1581

    • DOI

      10.1002/pssa.201532340

    • 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] Back-action-induced excitation of electrons in a silicon quantum dot with a single-electron transistor charge sensor2015

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Horibe, Tetsuo Kodera, and Shunri Oda
    • 雑誌名

      Applid Physics Letters

      巻: 106 号: 5 ページ: 053119-053123

    • DOI

      10.1063/1.4907894

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lithographically-defined few-electron silicon quantum dots based on a silicon-on-insulator substrate2015

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Horibe, Tetsuo Kodera, and Shunri Oda
    • 雑誌名

      Applid Physics Letters

      巻: 106 号: 8 ページ: 083111-083115

    • DOI

      10.1063/1.4913321

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fabrication and characterization of p-channel Si double quantum dots2014

    • 著者名/発表者名
      K. Yamada, T. Kodera, T. Kambara, and S. Oda
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 105 号: 11 ページ: 1131101-5

    • DOI

      10.1063/1.4896142

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] スピン量子デバイスに向けた少数電子シリコン量子ドットの研究2016

    • 著者名/発表者名
      堀部浩介、小寺哲夫、小田俊理
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学、目黒区
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多層Al ゲート構造を用いたSi-MOS 量子ドットデバイス作製プロセスの検討2016

    • 著者名/発表者名
      本田 拓夢、米田 淳、武田 健太、川那子 高暢、小寺 哲夫、樽茶 清悟、小田 俊理
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学、目黒区
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 極薄膜SOIを用いた量子ドットデバイスの作製と評価2016

    • 著者名/発表者名
      西野 孝夫、平岡 宗一郎、井原 敏、小寺 哲夫、小田 俊理
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学、目黒区
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 極低温下連続マイクロ波照射下での単一量子ドットの電子輸送特性2016

    • 著者名/発表者名
      前川 未知瑠、テノリオペルル ハイメ、ヘルブスレブ エルンスト、山岡 裕、小寺 哲夫、小田 俊理
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学、目黒区
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] P型Si二重量子ドット内の少数正孔領域でのパウリスピンブロッケードの観測2016

    • 著者名/発表者名
      岩崎 一真、小寺 哲夫、小田 俊理
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学、目黒区
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高濃度ドーピングしたシリコンを用いた単一量子ドットの正孔輸送特性2016

    • 著者名/発表者名
      山岡 裕、小田 俊理、小寺 哲夫
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学、目黒区
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] スピン量子情報デバイスに向けたシリコン量子ドットの研究2015

    • 著者名/発表者名
      小寺哲夫
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シリコン2重量子ドットにおける正孔輸送特性2015

    • 著者名/発表者名
      岩崎一真、小寺哲夫、小田俊理
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高濃度ドーピングしたシリコンを用いた2重量子ドットの電子輸送特性2015

    • 著者名/発表者名
      山岡裕、小田俊理、小寺哲夫
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] サイドゲートによるシリコン3重量子ドットの単電子移動制御2015

    • 著者名/発表者名
      平岡宗一郎、堀部浩介、小寺哲夫、小田俊理
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Si-MOS構造を有する多重量子ドットデバイスの特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      本田拓夢、米田淳、武田健太、小寺哲夫、樽茶清悟、小田俊理
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋市
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Physically-defined silicon triple quantum dots in metal-oxide-semiconductor structures2015

    • 著者名/発表者名
      S. Hiraoka, K. Horibe, R. Mizokuchi, T. Kodera, and S. Oda
    • 学会等名
      Silicon Quantum Electronics Workshop 2015
    • 発表場所
      Takamatsu, Japan
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of physically-defined double quantum dots on highly-doped silicon substrate2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaoka, S. Oda and T. Kodera
    • 学会等名
      Silicon Quantum Electronics Workshop 2015
    • 発表場所
      Takamatsu, Japan
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Physically-defined quantum dots fabricated on silicon-on-insulator substrate2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kodera, K. Horibe, K. Yamada, S. Ihara, T. Kambara, A. Andreev, D. A. Williams, Y. Arakawa, and S. Oda
    • 学会等名
      Silicon Quantum Electronics Workshop 2015
    • 発表場所
      Takamatsu, Japan
    • 年月日
      2015-08-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integration of Quantum Dots on Ultrathin Silicon-on-Insulator Film2015

    • 著者名/発表者名
      S. Ihara, A. Andreev, D. A. Williams, T. Kodera, and S. Oda
    • 学会等名
      21th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-21)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Few-Electron and Few-Hole Regimes in Silicon Double Quantum Dots2015

    • 著者名/発表者名
      K. Horibe, K. Yamada, T. Kodera, and S. Oda
    • 学会等名
      21th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-21)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Physically-Defined Few-Electron Triple Quantum Dots in Metal-Oxide-Semiconductor Structures2015

    • 著者名/発表者名
      S. Hiraoka, K. Horibe, T. Kodera, and S. Oda
    • 学会等名
      21th International Conference on Electronic Properties of Two-Dimensional Systems (EP2DS-21)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication and characterization of physically-defined double quantum dots without unintentional localized states on highly-doped silicon substrate2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaoka, T. Kodera, S. Oda
    • 学会等名
      The 2015 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop (SNW2015)
    • 発表場所
      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] Fabrication of a highly controllable Si-MOS quantum dot device2015

    • 著者名/発表者名
      T. Honda, J. Yoneda, K, Takeda, T. Kodera, S. Tarucha, and S. Oda
    • 学会等名
      The 2015 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop (SNW2015)
    • 発表場所
      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] Charge sensing of p-channel double quantum dots fabricated on (110) silicon substrate2015

    • 著者名/発表者名
      K. Iwasaki, T. Kodera, and S. Oda
    • 学会等名
      The 2015 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop (SNW2015)
    • 発表場所
      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] Coupled Si quantum dot devices2015

    • 著者名/発表者名
      T. Honda, K. Horibe, R. Mizokuchi, L. Yi, K. Iwasaki, S. Hiraoka, T. Kodera, S. Oda
    • 学会等名
      11th International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation (INC11)
    • 発表場所
      Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リソグラフィにより形成されたシリコン2重結合量子ドット内の電子スピン状態のパルス測定2015

    • 著者名/発表者名
      堀部浩介、小寺哲夫、小田俊理
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学、平塚市
    • 年月日
      2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲート制御性を向上したSi-MOS量子ドットデバイスの作製と評価2015

    • 著者名/発表者名
      本田拓夢、小寺哲夫、米田淳、武田健太、樽茶清悟、小田俊理
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学、平塚市
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Few-carrier regimes in lithographically-defined Si quantum dots2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kodera
    • 学会等名
      3rd International Conference and Exhibition on Materials Science & Engineering
    • 発表場所
      San Antonio, USA
    • 年月日
      2014-10-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アンドープ基板を用いたSi/SiGe量子ドットデバイスのノイズ評価2014

    • 著者名/発表者名
      本田拓夢,武田健太,神岡純,米田淳,Marian Marx,小寺哲夫,樽茶清悟,小田俊理
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] チャージセンサを用いた2重結合シリコン量子ドット内のスピンブロッケード現象の観測2014

    • 著者名/発表者名
      堀部浩介,小寺哲夫,小田俊理
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市
    • 年月日
      2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 2つのシリコン2重量子ドットデバイス間の静電結合観測2014

    • 著者名/発表者名
      呂逸,堀部浩介,小寺哲夫,小田俊理
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学、札幌市
    • 年月日
      2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Fabrication and Characterization of Silicon Double Quantum Dots for Quantum Information Devices2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kodera
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2014
    • 発表場所
      Incheon, Korea
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Nanoscale Silicon Devices2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kodera and S. Oda
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      CRC press
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://t2r2.star.titech.ac.jp/cgi-bin/researcherpublicationlist.cgi?q_researcher_content_number=CTT100574609

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-01-31  

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