| 研究課題/領域番号 |
16H02339
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
小野 行徳 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80374073)
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| 研究分担者 |
堀 匡寛 静岡大学, 電子工学研究所, 講師 (50643269)
Moraru Daniel 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (60549715)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | フォノン / シリコン / ドーパント |
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| 研究実績の概要 |
電子を微小領域に閉じこめることにより形成される、いわゆる人工原子（量子ドット）は、単一電荷の操作を可能とし、これにより、量子情報処理、通信、センサー、電気計測分野の標準器など、幅広い分野への応用が期待されている。我々のゴールは、人工原子ではなく、半導体（シリコン）中の「ドーパント原子」を用いた革新技術を創生することにある。本申請に関わる研究では、ドーパント原子が持つフォノンとの強結合に着目し、単一ドーパント原子を用いた単一フォノンの生成、伝送（転送）、消滅の電気的制御を実証する。これにより、固体素子における電子系⇔格子系エネルギー変換を単一フォノンのレベルで制御するための基盤技術を確立し、超低消費電力情報処理技術の創生に向けた「単一フォノン工学：Single Phononics」の礎を築く。
本年度は、ナノスケールpn接合の電流特性を低温にて測定し、フォノン放出を伴うトンネル過程と、ドーパントを経由するトンネル過程との相関を詳細に調べた。フォノン放出過程とドーパント原子を介したトンネル過程に相関がみられるなど、新しい現象が発見さており、今後大きく発展する可能性がある。また、T字型デバイスのエネルギー散逸過程を詳細に調べ、電子電子散乱がデバイス特性を支配すること等を明らかにした。この実験では、電子電子散乱がフォノン散乱過程観測の阻害要因であることを明らかにしたことにより、今後順調に推移するものと思われる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
単一フォノン検出のための実験は若干遅れ気味であるが、一方、フォノン放出過程とドーパント原子を介したトンネル過程に相関がみられるなど、新しい現象が発見さており、今後大きく発展する可能性がある。また、T字型デバイスにおける実験では、電子電子散乱がフォノン散乱過程観測の阻害要因であることを明らかにしたことにより、今後順調に推移するものと思われる。
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| 今後の研究の推進方策 |
ナノスケールpn接合の詳細検討を進めるとともに、ドーパントに起因したランダムテレクラ不信号の解析に着手し、フォノン信号受信の感度を評価する。また、ボロン原子トランジスタの300mKでの極低温計測を開始し、光学フォノン放出過程を検出する。また、T字型デバイスにおいては、電子濃度を変調させることにより、フォノン散乱と弾道電子電流との相関を明らかにする。
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