| 研究課題/領域番号 |
08247101
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| 研究種目 |
重点領域研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
長谷川 英機 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60001781)
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| 研究分担者 |
澤木 宣彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70023330)
小間 篤 東京大学, 理学系研究科, 教授 (00010950)
岩見 基弘 岡山大学, 理学部, 教授 (80029123)
菅野 卓雄 東洋大学, 工学部, 教授 (50010707)
安田 幸夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60126951)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1999
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| キーワード | 単電子デバイス / ナノ構造 / 表面・界面 / トンネル障壁 / 量子ドット / 量子デバイス / 原子スケール制御 / 高密度集積化 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、ナノ構造の原子スケール制御に対し、十分な研究実績をもつ班員の実績を活かして、「ナノ構造の表面・界面の制御と単電子トンネル障壁の最適化」の研究を担当し、室温動作の単電子デバイスや、新しい機能もつ単電子デバイスを、単体ないし小規模集積レベルで実現する要素デバイス技術およびプロセス技術を確立することにある。
主要な成果として、まず、化合物半導体の2次元電子ガスに対する新しいインプレーンゲート、ラップゲート構造による単電子トランジスタについて、従来のスプリットゲート素子に比較して、動作温度の大幅な向上、動作機構の理解、1以上の電圧利得の達成、論理インバータ回路・BDDスイッチ回路などの小規模集積回路の試作と実証など、世界に先駆け大きな進歩がもたらされた。また、シリコン系については、プラズマプロセスで形成したシリコンドットにおける室温のクーロン階段の観測や、単電子トランジスタの動作確認、縦形トランジスタでの量子化コンダクタンスの観測、ホッピング伝導系でのクローンブロケッド現象の発見、非対称トンネル障壁構造を用いてデバイス特性を最適化する研究が推進された。さらに、シリコン系および化合物半導体系量子ドット構造を、表面・界面の原子配列と電子物性を評価・制御しつつ形成する手法について、大きな進展が認められた。また、「トンネル障壁」におけるトンネル時間やドット内の波束の運動の検討など、単電子過程を解明する基礎研究も進展した。
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