核スピン検出用単電子トランジスタの試作

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13875064
• 研究種目: 萌芽的研究
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 佐藤 茂雄 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (10282013)
• 研究分担者: 小野美 武 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (70312676) ; 中島 康治 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (60125622)
• キーワード: 量子計算 / 量子ビット / 単電子トランジスタ / スピンー電荷数変換 / 電荷計

研究概要

量子計算機実現のための要素技術のひとつである量子ビットの読み出しに関して、クーロンブロッケード現象を利用したスピン検出技術の開発が必要である。この目的のため、今年度は主に理論的検討と単電子トランジスタ製作技術の確立を図った。単電子トランジスタ(SET)が敏感な電荷計として働くことを前提として、スピンー電荷数変換に関するいくつかの提案がなされている。これら技術の理論的検証を行い、我々の製作技術と適合する手法を検討した。検討結果からスピン検出を可能とするデバイス構造を考案した。現在このデバイスの製作プロセスの検討を行っている。特にスピンを有する不純物の埋め込み方法が懸案の課題であったが、STMまたはイオン注入を利用した二つの手法が有効と判断した。それぞれいくつか克服すべき点があるため当面は二つの手法を並列に実験する予定である。特にSTMを使った不純物原子埋め込みに関しては特別な配慮が必要なことから、新しい装置の設計を行った。またSETの製作プロセスについては、斜め蒸着法と電子ビーム露光法の二つについて基礎実験から比較検討を行い、これらを組み合わせることにより微小トンネル接合の製作に成功した。この成果は国際会議にて報告された。

研究成果

• [文献書誌] M.Kinjo et al.: "Hardware Implementation of a DBM Network with Non-monotonic Neurons"IEIECE Transactions on Information and Systems. J85-D-II no.3. 558-567 (2002)
• [文献書誌] T.Onomi et al.: "Phase-Mode Pipelined parallel Multiplier"IEEE Trans. on Applied Superconductivity. 11 no.1. 541-544 (2001)
• [文献書誌] T.Onomi et al.: "New Phase-Mode Logic Gates with Large Operating Regions of Circuit Parameters"IEEE Trans on Applied Superconductivity. 11 no.1. 974-977 (2001)
• [文献書誌] 山名智尋 他: "環状結合ニューラルネットワークのアトラクタとその流域構造"電子情報通信学会論文誌A. J84-A no.7. 911-920 (2001)
• [文献書誌] M.Kinjo et al.: "Evaluation of the Quantum Adiabatic Evolution Algorithm"Proceedings 2001 Intertational Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications. 323-326 (2001)
• [文献書誌] S.Sato et al.: "A New Approach for Implementation of Analog Neurochips"Proceedings 2001 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications. 505-508 (2001)