研究課題
ナノシリコン量子ドットの精密配列制御により量子情報デバイスの集積化を目指す研究を行い、以下の成果を得た。(1) ナノシリコンの粒径縮小を目的としてパルスガス供給に従来の空気作動バルブに変えてピエゾバルブを用いた結果、パルスの立ち上がり時間を従来の100msから20msに短縮することにより粒径6nmを達成できた。(2) 粒径10nmのナノ結晶シリコンを3次元的に堆積した薄膜の電気伝導特性を間隔20-200nmの電極パターンで調べた結果、ナノ結晶シリコンアレイの電子輸送特性は表面の自然酸化膜により制限されることが分かった。この自然酸化膜の形成を抑えるためにラジカル窒化法による極薄窒化膜の形成が有効であることが判明した。(3) Geナノワイヤの形成条件を調べて、金粒子触媒の大きさと成長温度を制御することにより直径3nmの世界で最も細いナノワイヤの形成を行った。また、Ge/Siコアシェルナノワイヤの形成に成功した。(4) SOI基板上に電子ビーム露光技術により2重または3重に結合したMOS型量子ドットと少数電荷検出用の単電子トランジスタを集積したデバイスを作製した。結合量子ドット中の電荷数を0個、1個、2個と制御することに成功した。また、スピン状態を制御するために微小磁石の設計を行い、スピンベースSi Qubitを実現するための要素技術を確立した。(5) スピンベースシリコン量子ビットのスピン緩和時間を明らかにする目的で高周波時間分解測定をケンブリッジ大学と共同研究を行い、2重結合電荷センサ集積デバイスの測定を行うと共に、高周波パルス測定系の構築を行った。
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Japanese Journal of Applied Physics
巻: 52 ページ: 04CH08(4pages)
DOI:10.7567/JJAP.52.04CH08
Applied Physics Letters
巻: 102 ページ: 123113(3pages)
DOI:10.1063/1.4799287
巻: 52 ページ: 04CJ0, 1-4
10.7567/JJAP.52.04CJ01
Physical Review B
巻: 86 ページ: 115322(5 pages)
DOI:10.1103/PhysRevB.86.115322
Journal of Applied Physics
巻: 111
DOI:10.1063/1.4711094
AIP Advances
巻: 2 ページ: 022114(9pages)
DOI:10.1063/1.4707165
巻: 51 ページ: 115202-1-4
10.1143/JJAP.51.115202
