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2007 年度 実績報告書

低温化学気相成長を用いた半導体ナノ結晶成長制御と学習デバイスへの応用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17510107
研究機関室蘭工業大学

研究代表者

福田 永  室蘭工業大学, 工学部, 教授 (10261380)

研究分担者 武田 圭生  室蘭工業大学, 工学部, 助教 (70352060)
キーワード結晶成長 / 量子ドット / ナノデバイス / 集束イオンビーム
研究概要

超高集積回路の大容量化に伴い、ナノ領域で発現する量子効果をデバイス動作に応用する動きが活発化している。本研究では量子効果を発現すべく、量子ドットを制御しながら形成し、次世代不揮発性メモリとして期待されている量子ドットメモリの実現を目指している。量子ドットは原料ガスであるフェナントレン(C_<14>H_<10>)をナノサイズに集束したGa^+イオンで分解することにより形成した。ドットサイズは100nm、200nm、300nmとした。ドットを取り囲むコントロール酸化膜は、300℃でのラジカル酸化の方法を用いた。本研究ではレーザーラマン分光法によるカーボンドットの結晶性評価、走査型イオン顕微鏡(SIM)によるドット配列の評価および原子間力顕微鏡(AFM)による表面状態の確認を行った。またTFT構造を作製し電気的特性評価を行った。SIMおよびAFMによる表面観察の結果、炭素ナノドットが規則的に配列していることが確認できた。次に、ラマンスペクトルの解析を行った結果、炭素ナノドットは、非晶質状態のいわゆるダイヤモンドライクカーボン(DLC)であることが確認された。熱処理を行ったところ、有限サイズの結晶にみられるフォノンの散乱に起因するピークの強度の増加およびグラファイト構造に起因するピークの高波数側へのシフトが確認できた。これは高温での加熱処理によりグラファイトの網平面の成長と積層の積み重ねの増加とともに積層規則性が徐々に増加し、アモルファス状態から有限サイズの結晶化が促進されたためと考えられる。堆積時におけるGa^+注入及びDLCのグラファイト化によリバンドギャップの縮小が期待できる。本年度は、炭素ナノドット作製プロセスが確定できたので、次の段階として、ペンタセンをチャネルとした炭素ナノドット薄膜トランジスタ(TFT)を作製した。出力特性において、ゲートに負バイアスを印加した時にトランジスタ特性が観測された。今年度は、ドットへの電荷注入を行い、トランジスタにおけるしきい値電圧の変化を確認し、可逆的メモリ動作及び保持特性を検証した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Molecular Orientation and Electromagnetic Properties of Perhydrogenated and Perfluorinated Copper Phthalocyanine Thin Films2008

    • 著者名/発表者名
      K. Sugiyama, S. Izuka, H. Yashiro, H. Fukuda, Y. Shimoyama
    • 雑誌名

      Jpn. J. of Appl. Phys. 47

      ページ: 492,495

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon Nano Dots Scale by Focused Ion Beam System for MISDiode Nano Devices2007

    • 著者名/発表者名
      Ruslinda A. Rahim, H. Kurahashi, K. Uesugi and H. Fukuda
    • 雑誌名

      Surface Science 601

      ページ: 5112,5115

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Organic Thin Film Transistor Memories with Carbon Nanodots Fabricated by Focused Ion Beam Chemical Vapor Deposition2007

    • 著者名/発表者名
      H. Fukuda, Ruslinda A. Rahim, Y. Tada, N. Wainai, K. Uesugi and Y. Shimoyama
    • 雑誌名

      Abstracts of the 2007 International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies, Nagano

      ページ: 74

    • 査読あり
  • [学会発表] ペンタセン薄膜形成と有機トランジスタへの応用(2)2008

    • 著者名/発表者名
      夛田 芳広、三浦 雄史、山田真也、杉山 慶輔、下山 雄平、福田 永
    • 学会等名
      第43回応用物理学会北海道支部・第4回日本光学会北海道支部合同学術講演会予稿集
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2008-01-11
  • [図書] 有機エレクトロニクスの展開〜最新開発状況と実用化への課題〜2007

    • 著者名/発表者名
      福田 永(共著)
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      情報機構

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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