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2005 年度 実績報告書

有機金属気相成長高密度量子ナノ構造による単電子集積エレクトロニクス

研究課題

研究課題/領域番号 13GS0001
研究機関北海道大学

研究代表者

福井 孝志  北海道大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (30240641)

研究分担者 長谷川 英機  北海道大学, 名誉教授 (60001781)
雨宮 好仁  北海道大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (80250489)
本久 順一  北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 助教授 (60212263)
橋詰 保  北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (80149898)
葛西 誠也  北海道大学, 大学院情報科学研究科, 助教授 (30312383)
キーワード有機金属気相成長 / 選択成長 / 量子ナノ構造 / 単電子トランジスタ / 2分岐決定ダイアグラム / カゴメ格子 / フォトニック結晶
研究概要

平成17年度は、有機金属気相成長(MOVPE)選択成長法による量子ナノ構造を利用した単電子素子・単電子回路の実現と、高密度量子ナノ構造の周期配列の形成技術の確立を目的として、以下の研究を行った。
1.前年度に続き、単電子トランジスタの論理回路応用を目的に集積化を進めた。2分決定グラフ論理による1ビット加算器に関して、論文公表することが出来た。また、選択成長により作製したリッジ型量子細線と、自己形成InAs量子ドットを組み合わせた、フローティングゲート型の単電子メモリーの試作とその動作特性解析を進めた。試作した素子を温度20Kで評価した結果、ドレイン電流に、ゲート電圧に対する明瞭な時計回りのヒステリシスが観測された。印加するゲート電圧の最大値を変化させる実験、あるいはヒステリシスの幅やしきい値のシフト量およびその温度依存性、さらにゲート電圧を変化させた後の時間応答などの実験結果により、このヒステリシスが、ゲート側から注入された電子が量子ドットに保持されることに起因することが示された。
2.単電子素子の高温動作化を目的として、選択成長を用い、新しい種類のナノ構造の作製を試みた。具体的には、円形あるいは6角形のマスク開口部を有するGaAs(111)B基板に対して選択成長を行うことにより、直径50nm、長さは9μmにもおよぶ、GaAsナノワイヤ構造の作製に成功した。そして、このナノワイヤを単電子素子へと応用するプロセス手法を考案した。同様な構造はInP(111)A基板上にも作製した。まずInPナノワイヤ、横方向成長を利用したInP/InAsコアシェル構造、さらにInP/InAs/InP横方向ヘテロ構造からなるInAs量子リングを作製し、その光学的特性から、量子閉じ込め構造を確認した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2005

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Controlled growth of highly uniform, axial/radial direction-defined, individually addressable InP nanowire arrays2005

    • 著者名/発表者名
      Mohan P
    • 雑誌名

      NANOTECHNOLOGY 16・12

      ページ: 2903-2907

  • [雑誌論文] Selective-area MOVPE fabrication of GaAs hexagonal air-hole arrays on GaAs(111)B substrates using flow-rate modulation2005

    • 著者名/発表者名
      Takeda J
    • 雑誌名

      NANOTECHNOLOGY 16・12

      ページ: 2954-2957

  • [雑誌論文] Fabrication of one-dimensional GaAs channel-coupled InAs quantum dot memory device by selective-area metal-organic vapor phase epitaxy2005

    • 著者名/発表者名
      Nataraj D
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS 87・19

      ページ: 193103

  • [雑誌論文] Fabrication and cfraracterization of freestanding GaAs/AlGaAs core-shell nanowires and AlGaAs nanotubes by using selective-area metalorganic vapor phase epitaxy2005

    • 著者名/発表者名
      Noborisaka J
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS 87・19

      ページ: 093109

  • [雑誌論文] A 1 bit binary-decision-diagram adder circuit using single-electron transistors made by selective-area metalorganic vapor-phase epitaxy2005

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi Y
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS 87・3

      ページ: 033501

  • [雑誌論文] Catalyst-free growth of GaAs nanowires by selective-area metalorganic vapor-phase epitaxy2005

    • 著者名/発表者名
      Noborisaka J
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS 86・21

      ページ: 213102

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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