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2007 年度 実績報告書

ネオシリコンの集積配列制御と量子情報デバイスの試作

研究課題

研究課題/領域番号 19206035
研究機関東京工業大学

研究代表者

小田 俊理  東京工業大学, 量子ナノエレクトロニクス研究センター, 教授 (50126314)

研究分担者 水田 博  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 連携教授 (90372458)
土屋 良重  東京工業大学, 量子ナノエレクトロニクス研究センター, 助教 (80334506)
キーワードナノ結晶シリコン / LB膜法 / 分散溶液 / 量子情報デバイス / 2重nc-Si量子ドット / 微小電荷検出 / RF-SET
研究概要

シリコンナノドットの集積化技術については、ラングミュア・ブロジェット(LB)膜法による高集積2次元配列制御に成功した。LB法では、水面上に浮遊させたシリコンナノ粒子の面積を制御して配列をさせる技術であるので、ナノ粒子が有機溶媒に分散すること、水と反応しないこと、水面に浮くことなどの条件が必要になる。そのためには、ナノ粒子の表面をシランカップリング剤で修飾することが効果的であった。ゼータ電位の測定などを通じて、シランカップリング剤の性質を定量的に調べた。シランカップリング剤としては、HDMSよりも疎水性を向上させたPDMMが有望であることが分かった。
ネオシリコン量子情報素子の作製と電子輸送評価に関しては、電子ビームマスク技術により、結合量子ドットをナノスケール電極間に配置した構造の作製に成功した。また、多重アイランド単電子トランジスタ構造を作製し、クーロン振動の解析から、結合量子ドットにおける電荷の所在を高感度に検出することが可能であることをシミュレーションとの比較により実証した。
2重リセス構造を有する単電子トランジスタを作製し、強く結合した多重量子ドットに特有なクーロン振動特性を得ることに成功した。この構造のデバイスは、RF整合回路との組み合わせにより、電荷型量子ビットの高速高感度読みとりに対して有望であることを明らかにした。

  • 研究成果

    (61件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (46件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Impact of key circuit parameters on signal-to-noise ratio characteristics for the radio-frequency single electron transistors2008

    • 著者名/発表者名
      Manoharan, B. Pruvost, H. Mizuta, S. Oda
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Nanotechnology 6(in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-electron tunnelling via quantum dot cavities built on a silicon suspension nanobridge2008

    • 著者名/発表者名
      J. Ogi, Y. Tsuchiya, H. Mizuta, and S. Oda
    • 雑誌名

      Microelectronics Engineering (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size-Dependent Structural Characterization of Silicon Nanowires2008

    • 著者名/発表者名
      Saeed Akhtar, K. Usami, Y. Tsuchiya, H. Mizuta, and S. Oda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonequilibrium Transport Properties for a Three-site Quantum Wire Model2008

    • 著者名/発表者名
      Yangdong Zheng, H. Mizuta and S. Oda
    • 雑誌名

      physica status solidi(c) 5(1)

      ページ: 56-60

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Theoretical Study of Nonequilibrium Electron Transport and Charge Distribution in a Three-site Quantum Wire2008

    • 著者名/発表者名
      Yangdong Zheng, H. Mizuta and S. Oda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 47(1A)

      ページ: 371-382

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Voltage-limitation-free analytical single-electron transistor model incorporating the effects of spin-degenerate discrete energy states2008

    • 著者名/発表者名
      B. Pruvost, H. Mizuta, S. Oda
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 103

      ページ: 054508(10pages)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vapor-Liquid-Solid Growth of Small-and Uniform-Diameter Silicon Nanowires at Low Temperature from Si2H62008

    • 著者名/発表者名
      Saeed Akhtar, K. Usami, Y. Tsuchiya, H. Mizuta, and S. Oda
    • 雑誌名

      Applied Physics Express 1(1)

      ページ: 014003(3pages)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic Coulomb blockade in coupled asymmetric silicon dots formed by pattern-dependent oxidation2008

    • 著者名/発表者名
      M. Manoharan, Y. Tsuchiya, S. Oda and H. Mizuta
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 92

      ページ: 092110(3pages)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strongly coupled multiple-dot characteristics in dual recess structured silicon channel2008

    • 著者名/発表者名
      M. Manoharan, Y. Kawata, Y. Tsuchiya, S.Oda and H. Mizuta
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 103

      ページ: 043719(6pages)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Room temperature single electron charging in single silicon nanochains2008

    • 著者名/発表者名
      M. A. Rafiq, Z. A. K. Durrani, H. Mizuta, A. Colli, P. Servati, A. C. Ferrari, W.I. Milne, and S. Oda
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics 103

      ページ: 053705(4pages)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional numerical analysis of switching properties of high-speed and non-volatie nanoelectromechanical memory2007

    • 著者名/発表者名
      Nagami, H. Mizuta, N. Momo, Y. Tsuchiya, S. Saito, T. Arai, T. Shimada and S. Oda
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Electron Devices 54(5)

      ページ: 1132-1139

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3-D Design and Analysis of Functional NEMS-gate MOSFETs and SETs2007

    • 著者名/発表者名
      B. Pruvost, H. Mizuta, S. Oda
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Nanotechnology 6(2)

      ページ: 218-224

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge Storage and Electron/Light Emission Properties of Silicon Nanocrystals2007

    • 著者名/発表者名
      S. Oda, S. Y. Huang, M. A. Salem, D. Hippo and H. Mizuta
    • 雑誌名

      Physica E 38

      ページ: 59-63

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ntegration of tunnel-coupled double nanocrystalline silicon quantum dots with a multiple gate single-electron transistor2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawata, M. Khalafalla, K. Usami, Y. Tsuchiya, H. Mizuta and S. Oda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 46(7A)

      ページ: 4386-4389

    • 査読あり
  • [学会発表] シリコン多重量子ドットアレイデバイスにおける電子輸送特性評価2008

    • 著者名/発表者名
      山端元音, 土屋良重, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      船橋市
    • 年月日
      2008-03-28
  • [学会発表] 磁場印加陽極酸化法による高アスペクト比2次元フォトニック結晶形成機構2008

    • 著者名/発表者名
      筆宝大平, 浦川 圭, 土屋良重, 水田 博, 越田信義, 小田俊理
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      船橋市
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] ダンピングを考慮したNEMSメモリの過渡応答特性の解析2008

    • 著者名/発表者名
      永見 佑, 松田真之介, 土屋良重, 斎藤慎一, 新井 唯, 嶋田壽一, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      船橋市
    • 年月日
      2008-03-27
  • [学会発表] Silicon quantum dots: the future of electronics and photonics?2008

    • 著者名/発表者名
      S. Oda
    • 学会等名
      4th Field-Wise Seminar on Nanoelectronics and Nanophotonics
    • 発表場所
      Yangon
    • 年月日
      2008-03-24
  • [学会発表] Mechanism of One-Directional Nano Etching in silicon Using Magnetic-Field-Assisted Anodization2008

    • 著者名/発表者名
      D. Hippo, K. Urakawa, Y. Tsuchiya, H. Mizuta, N. Koshida, S. Oda
    • 学会等名
      Porous Semiconductors Science and Technology 2008
    • 発表場所
      Mallorca 1
    • 年月日
      2008-03-10
  • [学会発表] Nano-silicon for novel quantum dot based electronic and photonic devices2008

    • 著者名/発表者名
      S. Oda
    • 学会等名
      WIMNACT 2008
    • 発表場所
      Sikkim
    • 年月日
      2008-03-06
  • [学会発表] Pr-silicate極薄膜界面化学結合状態のin-situ N2アニール処理依存性2008

    • 著者名/発表者名
      古川亮介、土屋良重、北村幸司、野平博司、小田俊理
    • 学会等名
      第13回「ゲートスタック研究会-材料・プロセス・評価の物理-」
    • 発表場所
      三島市
    • 年月日
      2008-02-14
  • [学会発表] Silicon quantum dots: the future of electronics and photonics?2008

    • 著者名/発表者名
      S. Oda
    • 学会等名
      Workshop-cum-Symposium on "Compact Modeling of Advance MOSFET structures and Mixed Mode Applications"
    • 発表場所
      Delhi
    • 年月日
      2008-01-05
  • [学会発表] Phonon properties of ultra thin silicon films2007

    • 著者名/発表者名
      S. Sawai, S. Uno, M. Okamoto, Y. Tsuchiya, S. Oda and H. Mizuta
    • 学会等名
      2nd Workshop on ab initio phonon calculations
    • 発表場所
      Cracow
    • 年月日
      2007-12-05
  • [学会発表] Nano-silicon for novel quantum dot based electronic and photonic devices2007

    • 著者名/発表者名
      S. Oda
    • 学会等名
      The Electrical and Electronics Engineering Fieldwise Seminar (EEE-FWS) 2007 on Advances in Systems and Information Technology
    • 発表場所
      Bangkok
    • 年月日
      2007-11-22
  • [学会発表] Observation of Size Dependent Structural Defects in Silicon Nanowires2007

    • 著者名/発表者名
      Saeed Akhtar, K. Usami, Y. Tsuchiya, H. Mizuta, and S. Oda
    • 学会等名
      20th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2007)
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2007-11-07
  • [学会発表] Single-electron tunnelling via quantum dot cavities built on a silicon suspension nanobridge2007

    • 著者名/発表者名
      J. Ogi, Y. Tsuchiya, H. Mizuta, and S. Oda
    • 学会等名
      33rd International Conference on Micro-and Nano-Engineering
    • 発表場所
      Copenhagen
    • 年月日
      2007-09-25
  • [学会発表] Study of single-charge Polarization on two Charge Qubits Integrated onto a Double Single-Electron Transistor Readout2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawata, S. Nishimoto, Y. Tsuchiya, S. Oda and H. Mizuta
    • 学会等名
      Solid State Devices and Materials Conference, Extended Abstracts
    • 発表場所
      Tsukuba
    • 年月日
      2007-09-21
  • [学会発表] Control of electrostatic coupling observed for Si double quantum dot structures2007

    • 著者名/発表者名
      G. Yamahata, Y. Tsuchiya, S. Oda and H. Mizuta
    • 学会等名
      Solid State Devices and Materials Conference, Extended Abstracts
    • 発表場所
      Tsukuba
    • 年月日
      2007-09-20
  • [学会発表] シリコン量子ドットの作製とデバイス応用2007

    • 著者名/発表者名
      小田俊理
    • 学会等名
      電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-09-19
  • [学会発表] Optical Properties of Silicon Three-Dimensional Photonic Crystal Fabricated by Self-Aligned Two-Directional Electrochemical Etching Method,2007

    • 著者名/発表者名
      D. Hippo, Y. Tsuchiya, H. Mizuta, S. Oda, K. Urakawa, N. Koshida
    • 学会等名
      4th International Conference on Group IV Photonics
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-09-19
  • [学会発表] Characteristic of Single Nanocrystalline Silicon Quantum Dot Resonant Tunneling Diodes in Series Combination2007

    • 著者名/発表者名
      Aklmadi Surawijaya, Yoshishige Tsuchiya, Hiroshi Mizuta, Shunri Oda
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-08
  • [学会発表] Formation of strongly-coupled multiple-dot in the dual recess structured silicon channel2007

    • 著者名/発表者名
      Manoharan Muruganathan, 川田 善之, Mohammed Khalafalla, 土屋良重, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-08
  • [学会発表] シリコン2重結合量子ドット構造における静電結合制御2007

    • 著者名/発表者名
      山端元音, 土屋良重, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-08
  • [学会発表] 量子ドットを有するシリコンナノブリッジトランジスタの電子輸送特性評価2007

    • 著者名/発表者名
      小木 純, 土屋良重, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-08
  • [学会発表] NEMSメモリデバイス実現に向けた電荷注入2次元シリコンナノドット層のKFM観察2007

    • 著者名/発表者名
      松田真之介, 永見 佑, 土屋良重, 斎藤慎一, 新井 唯, 嶋田壽一, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-08
  • [学会発表] 極薄熱酸化膜を界面層に用いたMOCVD堆積Pr系高誘電率絶縁膜の電気特性評価2007

    • 著者名/発表者名
      古川亮介, 土屋良重, 野平博司, 丸泉琢也, 白木靖寛, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-07
  • [学会発表] 2方向エッチングによるシリコン3次元フォトニック結晶の作製とフォトニックバンドギャップ効果2007

    • 著者名/発表者名
      筆宝大平, 土屋良重, 水田 博, 浦川 圭, 越田信義, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-07
  • [学会発表] 2重単電子トランジスタ型リードアウトによる2量子ビット電荷偏極検出の検討2007

    • 著者名/発表者名
      川田善之, 土屋良重, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-07
  • [学会発表] スタック型二重フローティングゲート分極構造の作製と評価2007

    • 著者名/発表者名
      栗原智之, 新倉浩樹, 土屋良重, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-06
  • [学会発表] 表面修飾したナノ結晶シリコンドットを用いたLB膜作製2007

    • 著者名/発表者名
      田中敦之, 土屋良重, 宇佐美浩一, 斎藤慎一, 新井 唯, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-06
  • [学会発表] ナノ結晶シリコンドット発光デバイスの断面構造解析と窒化膜を利用した高性能化の検討2007

    • 著者名/発表者名
      鄭 恵貞, 栗原智之, 田中敦之, 宇佐美浩一, 土屋良重, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-06
  • [学会発表] 低温でのジシランを用いた単結晶シリコンナノワイヤーの作製2007

    • 著者名/発表者名
      SAEED AKHTAR, 田中敦之, 宇佐美浩一, 土屋良重, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-05
  • [学会発表] SET-HEMS -ゲート可動式単電子トランジスタの研究-2007

    • 著者名/発表者名
      BENJAMIN PRUVOST, SVERRE HAMRE, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-05
  • [学会発表] Suspended-Gate MOSFETのための梁構造の作製とC-V測定によるpull-inの観測2007

    • 著者名/発表者名
      柴村純平, Benjamin Provost, 土屋良重, 宇佐美浩一, 斎藤慎一, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-05
  • [学会発表] 第一原理計算によるシリコン極薄膜のフォノン解析2007

    • 著者名/発表者名
      澤井俊一郎, 東島 賢, 宇野重康, 岡本政邦, 土屋良重, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-05
  • [学会発表] Conduction of size controlled silicon nanocrystals film2007

    • 著者名/発表者名
      Xin Zhou, Hea-Jeong Cheong, 土屋良重, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-05
  • [学会発表] VHFプラズマ気相形成シリコンナノドットへの不純物ドーピング2007

    • 著者名/発表者名
      稲葉直樹, 宇佐美浩一, 土屋良重, 水田 博, 小田俊理
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-04
  • [学会発表] NeoSilicon Devices2007

    • 著者名/発表者名
      S. Oda
    • 学会等名
      22nd International Conference on Amorphous and Nanocrystalline Semiconductors (ICANS 22)
    • 発表場所
      Breckenridge
    • 年月日
      2007-08-21
  • [学会発表] Nonequilibrium Transport Properties for a Three-site Quantum wire Model2007

    • 著者名/発表者名
      Yangdong Zheng, Hiroshi Mizuta and Shunri Oda
    • 学会等名
      15th International Conference on Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors(HCIS-15)
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-07-23
  • [学会発表] State of the Art and the Future of Nanoelectronics2007

    • 著者名/発表者名
      S. Oda
    • 学会等名
      International Conference on Electrical Engineering and Informatics (ICEEI 2007)
    • 発表場所
      Bandung
    • 年月日
      2007-06-18
  • [学会発表] Novel photonic and electron devices based on silicon nanocrystals2007

    • 著者名/発表者名
      S. Oda
    • 学会等名
      International Workshop on SEMIconductor NANOstructures 2007
    • 発表場所
      Bad Honnef
    • 年月日
      2007-06-14
  • [学会発表] DFT simulation of dynamic charge states in doubles silicon quantumdots2007

    • 著者名/発表者名
      S. Higashijima, S. Sawai, Y. Tsuchiya, M. Okamoto, H. Mizuta, and S. Oda
    • 学会等名
      IEEE Silicon Nanoelectrinics Workshop
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2007-06-10
  • [学会発表] Voltage-limitation-free compact SET model incorporating the effects of spin-degenerate discrete energy states2007

    • 著者名/発表者名
      B. Provost, H. Mizuta, and S. Oda
    • 学会等名
      IEEE Silicon Nanoelectrinics Workshop
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2007-06-10
  • [学会発表] High-speed and Non-volatile Memory Devices Using Macroscopic Polarized Stack of Double Floating Gates Interconnected with Engineered Tunnel Oxide Barrier2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsuchiya, T. Kurihara, D. Sato, H. Niikura, H. Mizuta and S. Oda
    • 学会等名
      IEEE Silicon Nanoelectrinics Workshop
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2007-06-10
  • [学会発表] Fabrication and Characterization of Double Single-Electron Transistors as a Readout for Charge Qubits2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kawata, M. Manoharan, Y. Tsuchiya, H. Mizuta and S. Oda
    • 学会等名
      IEEE Silicon Nanoelectrinics Workshop
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2007-06-10
  • [学会発表] Ab-initio simulation of phonon properties of ultra-thin silicon films2007

    • 著者名/発表者名
      S. Sawai, H. Mizuta, S. Higashijima, S. Uno, M. Okamoto, Y T suchiya, and S. Oda
    • 学会等名
      International Symposium on "Frontier in Computational Science of Nanoscale Transport" (FCSNT2007)
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-06-07
  • [学会発表] Theory of Nonequilibrium Transport Properties for a Three-site Quantum Wire2007

    • 著者名/発表者名
      Yangdong Zheng, Hiroshi Mizuta and Shunri Oda
    • 学会等名
      Frontiers in Computational Science of Nanoscale Transport (FCSNT2007)
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      2007-06-07
  • [学会発表] シリコンナノクリスタルデバイス2007

    • 著者名/発表者名
      小田 俊理
    • 学会等名
      ナノ学会 第5回大会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2007-05-22
  • [学会発表] Influence of Crystal Orientation of Substrate on Low Temperature Synthesis of Silicon Nanowires from Si2H62007

    • 著者名/発表者名
      Saeed Akhtar, K. Usami, Y. Tsuchiya, H. Mizuta, and S. Oda
    • 学会等名
      5th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures(ICSI-5)
    • 発表場所
      Marseille
    • 年月日
      2007-05-21
  • [学会発表] Low turn on voltage Electroluminescence based on size reduced SiQDs by using HF2007

    • 著者名/発表者名
      Hea Jeong Cheong, A. Tanaka, D. Hippo, K. Usami, , Y. Tsuchiya, H. Mizuta, S. Oda
    • 学会等名
      CLEO/QELS 2007
    • 発表場所
      Baltimore
    • 年月日
      2007-05-08
  • [備考]

    • URL

      http://odalab.pe.titech.ac.jp/

URL: 

公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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