シリコン単電子デバイスの時空間輸送制御と新機能の開発

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16106006
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 田部 道晴 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80262799)
• 研究分担者: 池田 浩也 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (00262882) ; 小野 行徳 NTT, 物性科学基礎研究所, 主任研究員 (80374073) ; 雨宮 好仁 北海道大学, 工学研究科, 教授 (80250489) ; 石川 靖彦 静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (60303541) ; ラトノ ヌルヤディ 静岡大学, 創造科学技術大学院, 助教 (70402245)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2007
• キーワード: 少数電子素子 / マイクロ・ナノデバイス / 量子ドット / トンネル現象

研究概要

本研究においては、これまで(1)ランダム多重トンネル接合系における単電子転送の実証とそのシミュレーション解析、(2)マルチドット型単電子FET 特性の可視域光子との相互作用解明、(3)極低温KFM によるチャネル内の単一リン・ボロンドーパントの検出、(4)転位網利用周期ポテンシャルを利用した単電子特性の実現、を行った。これらを総合することにより、ランダム系シリコン多重ドット単電子デバイスの輸送制御に見通しが得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Single-Electron Transfer by Inter-Dopant Coupling Tuning in Doped Nanowire Silicon-On-Insulator Field-Effect Transistors (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Moraru, M. Ligowski, K. Yokoi, T. Mizuno and M. Tabe
  • 雑誌名: APEX, to be published
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-Gated Single-Electron Transfer in Nonuniform Arrays of Quantum Dots (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Yokoi, D. Moraru, M. Ligowski and M. Tabe
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys Vol.48 ページ: 024503-1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of individual dopants in a thin silicon layer by low temperture Kelvin Prove Force Microscope (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Ligowski, D. Moraru, M. Anwar, T. Mizuno, R. Jablonski and M. Tabe
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett Vol.93, No.14 ページ: 142101-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantized electron transfer through random multiple tunnel junctions in phosphorous-doped silicon nanowires (2007)
  • 著者名/発表者名: D. Moraru, Y. Ono, H. Inokawa and M. Tabe
  • 雑誌名: Phys. Rev. B Vol.76, no.7 ページ: 075332-1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of field-induced single -acceptor ionization in Si by singleholetunneling transistor (2007)
  • 著者名/発表者名: Z. A. Burhanudin, R. Nuryadi and M. Tabe
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. Vol.91, No.4 ページ: 042103-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study of turnstile operation in random-multidot-channel field-effect transistor (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Ikeda and M. Tabe
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. Vol.91, No.4 ページ: 073705-1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-electron tunneling in a silicon-on-insulator layer embedding an artificial dislocation network (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Ishikawa, C. Yamamoto and M. Tabe
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. Vol.88 ページ: 073112-1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-photon-induced random telegraph signal in a two-dimensional multiple-tunnel-junction array (2006)
  • 著者名/発表者名: R. Nuryadi, Y. Ishikawa and M. Tabe
  • 雑誌名: Phys. Rev. 73 ページ: 045310-1-7
  • 査読あり
• [学会発表] Observation of discrete dopant potential and its application to Si single-electron devices (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Tabe, D. Moraru, M. Ligowski, M. Anwar, K. Yokoi, R. Jablonski and T. Mizuno
  • 学会等名: 6th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures
  • 発表場所: Los Angeles, California, USA
  • 年月日: 20090517-22
• [学会発表] Application and Observation of Discrete Dopant Potential for Si Single-Electron Devices (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tabe, D. Moraru, M. Ligowski, M. Anwar, R. Jablonski and T. Mizuno
  • 学会等名: IUMRS International Conference in Asia 2008 (IUMRS-ICA
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 20081209-13
• [学会発表] Si Single-Electron SOI-MOSFETs : Interplay with Individual Dopants and Photons (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tabe, Z. A. Burhanudin, R. Nuryadi, D. Moraru, M. Ligowski, R. Jablonski and T. Mizuno
  • 学会等名: MRS fall meeting 2008
  • 発表場所: Boston・MA
  • 年月日: 20081201-05
• [学会発表] Si single-electron devices : manipulation of individual dopants manipulation of individual dopants (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tabe
  • 学会等名: The 5th International Workshop on Nanoscale Semiconductor Devices (IWNSD)
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2008-05-16
• [学会発表] Si Single-Electron Devices : Interaction with Individual Dopants and Photons (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Tabe, R. Nuryadi, D. Moraru, Z. A. Burhanudin, H. Ikeda
  • 学会等名: Fifth International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces (ISCSI-V)
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20071112-14
• [学会発表] シリコン単電子デバイス-ランダムドット系での単電子操作と光応用- (2007)
  • 著者名/発表者名: 田部道晴
  • 学会等名: 応用物理学会 第20回上田記念講演会および東海支部40 周年記念会
  • 発表場所: 名古屋ガーデンパレス
  • 年月日: 2007-01-06
• [図書] シリコンフォトニクス-先端光テクノロジーの新展開-、第4章「受光素子」 金光義彦・深津晋(共編) (2007)
  • 著者名/発表者名: 田部道晴
  • 総ページ数: 119-154
  • 出版者: オーム社
• [図書] Eds : D. Ferry and S. Oda, CRC Press (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Tabe, H. Ikeda and Y. Ishikawa
  • 総ページ数: 133-154
  • 出版者: Silicon Nanoelectronics, chapter 6 Resonant tunneling in Si nanodevices
• [備考] (1)田部 道晴 : 集積回路原子の「ムラ」検査-静岡大、微細化促す新技術日経産業新聞(2008.10.2)
• [備考] (2)田部 道晴 : 第20 回(平成18 年度)「高柳記念賞」受賞が新聞に掲載される.中日新聞、静岡新聞(2006.12.10)
• [備考] (3)田部道晴 : 「コンピューター光で動かせる? 光子を検出 微小シリコン開発」朝日新聞(2005.10.22)
• [備考] 電子工学研究所
  • URL: http://www.rie.shizuoka.ac.jp/index.html
• [備考] 田部研究室
  • URL: http://www.rie.shizuoka.ac.jp/~nanohome