| 研究概要 |
本研究は,原子層一層からなる2次元グラファイト,またそれが円筒状に丸まったカーボンナノチューブ等の低次元グラファイト材料の構造を,3次元的に制御した中で量子輸送現象を調べる。即ち,低次元グラファイト材料をナノレベルで加工し,シートの幾何学的構造を制御することによつて,量子輸送現象における新機能の発現,量子効果ナノデバイス実現の可能性を探索する。前年度において単層2次元グラファイトであるグラフェンに対してコンタクトを取り,ナノ微細加工プロセスを用いて試料の形状をトップダウン加工によってナノレベルで構造を制御することに成功した。今年度は,作製した量子効果ナノデバイスである,グラフェン2重結合量子ドット素子の単一電子輸送特性を詳細に調べ,量子ドット中の電子を1個単位で制御する単一電子デバイス動作の実証と,2重結合量子ドットの形成を示す電荷安定図を観測し,ドット間の静電的,および量子力学的なトンネル結合の外部ゲート電極による制御に成功した。また,同じく低次元グラファイト材料であり,1次元伝導素子であるカーボンナノチューブを用いて量子ドット素子を作製し,ドット内の電子スピンの状態を反映した電子輸送特性を解析し,ドット内の電子スピン状態の変化をプローブすることに成功した。本研究によつて実現された,新カーボン材料による集積化ナノデバイス作製の基礎技術の開発と物理現象の解明は,ナノカーボン量子デバイスの分野において重要な基幹研究であり,今後の量子デバイス開発の進展につながると考えられる。
|
