| 研究課題/領域番号 |
09102001
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| 研究種目 |
特別推進研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
物理系
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
福井 孝志 北海道大学, 量子界面エレクトロニクス研究センター, 教授 (30240641)
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| 研究分担者 |
本久 順一 北海道大学, 量子界面エレクトロニクス研究センター, 助教授 (60212263)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 2000
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| キーワード | 有機金属気相成長 / 選択成長 / マスク基板 / 量子ドット / 量子細線 / 量子ドットネットワーク / 単電子トランジスタ / 単電子回路 |
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| 研究概要 |
本研究では、有機金属気相選択成長により位置及びサイズ制御された量子細線および量子ドットの作製法を確立し、この技術を用いさらに、量子細線と量子ドットをトンネルバリアを介して接続した単電子トランジスタ及びその回路へと応用した。以下に、これまでに得られた特別推進研究の研究成果を示す。
1.高均一量子ドット構造形成のため、MOVPE選択成長における成長機構の解明を進めた。その結果、MOVPE選択成長において、成長を続けても立体構造(ピラミッド)の形状が維持し、かつサイズが均一になる成長の自己停止機構を明らかにした。またピラミッドの頂上サイズは、成長条件で決まる反応種の吸着解離の釣り合いによって決定することが明らかにした。
2.既に確立された量子ドット作製技術を応用し、量子細線と量子ドットをネットワーク状に結合した結合ドットアレイを提案するとともに、MOVPE選択成長によりその構造を実現した。光学的特性の評価から、ドットおよび細線を確認し、本作製法が将来の単電子トランジスタアレイ等のデバイス作製に有効であることを示した。
3.MOVPE選択成長により、細線-ドット-細線構造を作製し、ゲート電圧印加により、細線がトンネル障壁によってドットと結合した、単電子トランジスタの作製に成功した。本手法では、極微細加工を必要とせず、容易にデバイス作製が可能であるため、今後のキーテクノロジーとして非常に有望である。さらに、負荷抵抗を付けたインバータ回路を試作し、その基本動作を確認した。
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