| 研究課題/領域番号 |
18360173
|
|---|
| 研究機関 | 奈良先端科学技術大学院大学 |
|---|
研究代表者 |
冬木 隆 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (10165459)
|
|---|
| 研究分担者 |
畑山 智亮 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (90304162)
矢野 裕司 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 助教 (40335485)
|
|---|
| キーワード | 量子ドット / トンネル現象 / バイオナノプロセス |
|---|
| 研究概要 |
本研究では、極薄トンネル酸化膜上に形成されたナノドットとSi基板間の量子トンネル伝導による不規則電子遷移(充・放電)を利用し、電極間のパーコレーションパスの形成を制御し、ゆらぎや擾乱の中で閾値を導き出す「確率共鳴素子」の基本となる、"random telegram signal(RTS)"を発生する素子の開発を目指す。具体的には、1]ナノドット配列におけるチャネル部誘起とパーコレーションパスの形成、2]電極間の完全不規則電流信号(RTS)の誘起・制御、3]擾乱信号より小さい極微小信号により確率論的にRTSが制御可能な新機能電子物性発現、の3課題を遂行する。
平成19年度は、平成18年度に確立した極薄トンネル酸化膜形成技術を活用し、厚さ1nm程度の高品質トンネル酸化膜を制御性良く作成できた。その上に、ナノドットアレイを埋め込んだ構造を作成し、その電子物性を評価した。ドット内包材料として、Fe(鉄)ならびにCo(コバルト)を内包したバイオ超分子をSi基板上へ高密度に2次元配列した。基板上に配列させた後、タンパクを除去し、堆積酸化膜を現有のスパッタ装置や化学的気相堆積装置で形成し、ドット埋め込み構造を作製した。ナノドットと基板間の電子の充・放電現象を現有の走査型プローブトンネル顕微鏡や導電性プローブを用いた原子間力顕微鏡により詳細に解析し、ナノドットからの電荷の充放電を初めて確認した。トンネル電流分光分析により、内包ドットのバンドギャップを定量的に評価すると同時にバンドエネルギーラインアップを特定した。マクロに現れる容量変化の過度特性を解析したところ、秒単位以上の長い時定数を持つ過度特性が観測された。単一ドットからの放出はトンネル放出であり、時空間では確率的に放出される。マクロな集団としての放出過程に関して検討を加える必要がある。
|
