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2008 年度 実績報告書

半導体ナノワイヤによる量子集積ハードウェアの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19206031
研究機関北海道大学

研究代表者

本久 順一  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (60212263)

研究分担者 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)
池辺 将之  北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (20374613)
キーワード半導体ナノワイヤ / 量子集積ハードウェア / 電界効果トランジスタ / 有機金属気相成長法 / 選択成長 / 論理回路
研究概要

平成20年度は半導体ナノワイヤの形成技術の高度化、半導体ナノワイヤによる横型および縦型の電界効果トランジスタ(FET)の作製と評価、そしてこれらの技術を基盤としたナノワイヤによる集積ハードウェアの構築のため以下の点を中心に研究を行なった。まず、InAsナノらワイヤを用いた横型の絶縁ゲートFETを試作し、トランジスタ動作を確認した。続いて縦型FET作製のためのプロセス技術確立に向け、成長し基板から立った状態のInAsナノワイヤの上部と基板とに電極を作製した2端子素子を作製した。その電流-電圧特性を評価した結果、InAs基板上のナノワイヤではオーミック特性を、Si基板上のナノワイヤに対しては整流特性を得た。前者については、移動度・キャリア密度を見積もることにより、定量的にも妥当、また後者についてもSiとInAsとのバンドアラインメントの観点から妥当と結論された。また、ナノワイヤ形成の高スループット化を目指し、ナノインプリント技術を用いて選択成長用のマスク基板の作製技術を検討した。ナノインプリント時の圧力・温度・時間などを最適化した結果、モールドパターンをレジストパターンとして転写することに成功し、選択成長用の基板作製の見通しを得た。さらに、微小流体を用いたナノワイヤのクロスバー配列構造の形成についても引き続き検討を行い、自己組織化単分子膜を用いることにより配列構造の改善が実現される見通しを得た。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Selective-area growth of vertically alignedGaAs and GaAs / AlGaAs core-shell nanowires on Si (111)2009

    • 著者名/発表者名
      K. Tomioka, et.al.
    • 雑誌名

      Nanotechnology 20

      ページ: 145302

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single GaAs / GaAsP Coaxial Core-Shell Nanowire Lasers2009

    • 著者名/発表者名
      B. Hua, et.al.
    • 雑誌名

      Nano Letters 9

      ページ: 112-116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有機金属気相選択成長によるInPナノワイヤの成長と構造相転移2009

    • 著者名/発表者名
      北内悠介、本久順一、小林靖典、福井孝志
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告 ED-2008-227

      ページ: 19-22

  • [雑誌論文] SA-MOVPE of InGaAs nanowires and their compositions studied by micro-PL measurement2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, et.al.
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 310

      ページ: 5111-5113

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of InAs Nanowire Growth Directions on Si2008

    • 著者名/発表者名
      K. Tomioka, et.al.
    • 雑誌名

      Nano Letters 8

      ページ: 3475-3480

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth characteristics of GaAs nanowires obtained by selective area metal-organic vapour-phase epitaxy2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ikejiri, et.al.
    • 雑誌名

      Nanotechnology 19

      ページ: 265604

    • 査読あり
  • [学会発表] 有機金属気相選択成長法による半導体ナノワイヤの成長とその成長機構(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      比留間健之, 原真二郎, 本久順一, 福井孝志
    • 学会等名
      化学工学会第40回秋季大会(SCEJ)
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20090924-26
  • [学会発表] Position Controlled Growth and Optical Properties of III-V Semiconductor Core-Shell Nanowires Grown by Selective-Area MOVPE and Their Device Applications (invited)2009

    • 著者名/発表者名
      J. Motohisa, et.al.
    • 学会等名
      the SPIE Photonics West Conferences 2009
    • 発表場所
      San Jose, California, USA
    • 年月日
      20090124-29
  • [学会発表] 熱ナノインプリントを利用した微細加工に関する検討2009

    • 著者名/発表者名
      井上理樹、佐藤拓也、池辺将之、福井孝志、本久順一
    • 学会等名
      第44回応用物理学会北海道支部/第5回日本光学会北海道地区合同学術講演会
    • 発表場所
      函館
    • 年月日
      20090108-09
  • [学会発表] MOVPE選択成長法によるInAsナノワイヤの2端子I-V測定とそのFET応用の検討2009

    • 著者名/発表者名
      田中智隆, 冨岡克広, 本久順一, 原真二郎, 福井孝志
    • 学会等名
      第44回応用物理学会北海道支部/第5回日本光学会北海道地区合同学術講演会
    • 発表場所
      函館
    • 年月日
      20090108-09
  • [学会発表] Growth Mechanism of GaAs Nanowires using Catalyst-Free Selective-Area Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy2008

    • 著者名/発表者名
      K. Hiruma, et.al.
    • 学会等名
      the 2008 Material Research Society (MRS) Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, Massachusetts, USA
    • 年月日
      20081201-05
  • [学会発表] Vertical III-V Nanowire Growth on Si Substrate by Selective-Area MOVPE2008

    • 著者名/発表者名
      K. Tomioka, et.al.
    • 学会等名
      the 2008 Material Research Society (MRS) Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, Massachusetts, USA
    • 年月日
      20081201-05
  • [学会発表] Analysis of the Twin Defects Occurring in GaAs Nanowires Grown by Selective-Area Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy2008

    • 著者名/発表者名
      H. Yoshida, et.al.
    • 学会等名
      the 5th International Symposium on Surface Science and Nanotechnology (ISSS-5)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20081109-13
  • [学会発表] 有機金属気相選択成長による半導体ナノワイヤの形成(招待講演)、2008

    • 著者名/発表者名
      本久順一
    • 学会等名
      第38回結晶成長国内会議(NCCG-38)
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      20081104-05
  • [学会発表] Competitive Growth Process of Tetrahedrons and Hexagons during GaAs? Nanowire Formation by Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy2008

    • 著者名/発表者名
      K. Hiruma, et.al.
    • 学会等名
      the 3rd International Workshop on Nanowire Growth Mechanisms
    • 発表場所
      Duisburg, Germany
    • 年月日
      20080915-16
  • [学会発表] MOVPE選択成長法によるSi基板上のGaAs/AlGaAsコア・シェルナノワイヤの作製2008

    • 著者名/発表者名
      冨岡克広, 小林靖典, 本久順一, 原真二郎, 福井孝志
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      20080902-05
  • [学会発表] MOVPE選択成長法によるInPナノワイヤ中のInAsP量子ドットの作製とその光学評価2008

    • 著者名/発表者名
      小林靖典, Maarten Kouwen, 福井孝志, Valery Zwiller, 本久順一
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      20080902-05
  • [学会発表] MOVPE選択成長法による縦方向ヘテロ接合ナノワイヤの成長条件検討2008

    • 著者名/発表者名
      林田淳, 吉田浩惇, 佐藤拓也, 本久順一, 原真二郎, 福井孝志
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      20080902-05
  • [学会発表] MOVPE選択成長したInAsナノワイヤの縦型二端子測定2008

    • 著者名/発表者名
      田中智隆, 冨岡克広, 北内悠介, 本久順一, 原真二郎, 福井孝志
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      20080900
  • [学会発表] Selective-Area MOVPE Growth of InGaAs Nanowires and Their Photoluminescence Characterization2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, Y. Kobayashi, J. Motohisa, S. Hara, T. Fukui
    • 学会等名
      the 27th Electronic Materials Symposium (EMS-27)
    • 発表場所
      Izu, Japan
    • 年月日
      20080709-20080711
  • [学会発表] Catalyst-Free Growth and FET Application of (InGa) As Nanowires2008

    • 著者名/発表者名
      J. Noborisaka, et.al.
    • 学会等名
      the 66th Device Research Conference (DRC 2008)
    • 発表場所
      Santa Barbara, California, USA
    • 年月日
      20080623-25
  • [学会発表] Position-Controlled Growth of GaAs Nanowires on Si (111) by Selective-Area Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy2008

    • 著者名/発表者名
      K. Tomioka, et.al.
    • 学会等名
      the 14th International Conference on Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy (ICMOVPE-XIV)
    • 発表場所
      Metz, France
    • 年月日
      20080601-06
  • [学会発表] Fabrication and Optical Characterization of InGaAs Nanowires by Selective-Area MOVPE2008

    • 著者名/発表者名
      T. Sato, et.al.
    • 学会等名
      the 14th International Conference on Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy (ICMOVPE-XIV)
    • 発表場所
      Metz, France
    • 年月日
      20080601-06
  • [学会発表] 化合物半導体ナノワイヤとデバイス応用(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      本久順一, 真二郎, 比留間健之, 福井孝志
    • 学会等名
      日本真空協会スパッタリングおよびプラズマプロセス技術部会第109回定例会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-07-24

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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