半導体ナノワイヤ3分岐接合デバイスの非線形メカニズムの解明と制御

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22310084
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 葛西 誠也 北海道大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (30312383)
• 研究分担者: 前元 利彦 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (80280072)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 半導体ナノワイヤ / 3分岐接合 / ナノデバイス / 非線形 / ゲート制御

研究概要

化合物半導体ナノワイヤ3分岐接合構造(TBJ)が示す特異な非線形電気特性のメカニズム解明のため、レーザー光誘起局所コンダクタンス変調による新規評価法を開発し、構造内部の伝導率不均一性が非線形特性の要因であることを明らかにした。またTBJの応用として、論理回路であるNANDゲートやフリップフロップ回路をTBJにて設計し、回路の試作と動作に成功した。さらに、グラフェンやZnOなど他材料への素子展開を図った。

研究成果

• [雑誌論文] Room temperature nonlinear operation of a graphene-based three-branch nanojunction devicewith chemical doping (2012)
  • 著者名/発表者名: S. F. A. Rahman, S. Kasai, and A. M. Hashim
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 100 ページ: 193116
  • DOI: doi:10.1063/1.4711035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Graphene Layer Numbers from Color Combination Contrast Image for Wide-Area Characterization (2012)
  • 著者名/発表者名: S. F. A. Rahman, A. M. Hashim, and S. Kasai
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 51 ページ: 06FD09
  • DOI: doi:10.1143/JJAP.51.06FD09
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Nanowire-Based Flip-Flop Circuit Utilizing Gate-Controlled GaAs Three-Branch Nanowire Junctions (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Shibata, Y. Shiratori, and S. Kasai
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 50 ページ: 06GF03
  • DOI: doi:10.1143/JJAP. 50.06GF03
  • 査読あり
• [雑誌論文] Voltage Transfer Characteristics in GaAs-Based Three-Branch Nanowire Junctions Controlled by Schottky Wrap Gates (2010)
  • 著者名/発表者名: D. Nakata, H. Shibata, Y. Shiratori, and S. Kasai
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl.Phys. 巻: 49 ページ: 06GG03
  • DOI: doi:10.1143/JJAP.49.06GG03
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of GaAs-based three-branch nanowire junction devices by light-induced local conductance modulation method
  • 著者名/発表者名: M. Sato and S. Kasai
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys
  • 査読あり
• [学会発表] Characterization of GaAs-based three-branch nanowire junction devices by light-induced local resistance modulation method (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Sato and S. Kasai
  • 学会等名: 25th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2012)
  • 発表場所: Kobe Meriken Park Oriental Hotel, Kobe, Japan
  • 年月日: 20121030-1102
• [学会発表] Nonlinear Three Branch Nano-Junction Devices and Their Application to Logic Circuits (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kasai, S. F. A. Rahman, M. Sato, X. Yin, and T. Maemoto
  • 学会等名: 2012 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD2012)
  • 発表場所: Okinawa Seinen-kaikan, Naha, Japan
  • 年月日: 20120627-29
• [学会発表] Nonlinear Behaviors in III-V Semiconductor Nanowires and Their Application to Information Detection and Processing (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kasai, M. Sato, T. Tanaka, X. Yin, R. Kuroda, Y. Imai
  • 学会等名: The First International Workshop on Information Physics and Computing in Nano-scale Photonics and Materials (IPCN)
  • 発表場所: University of Orleans,France
  • 年月日: 2012-09-07
• [学会発表] Transport Properties in InAs based Ballistic Rectifiers and Self-Switching Diodes (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kiso, T. Maemoto, K. Nishisaka, S. Sasa, S. Kasai, and M. Inoue
  • 学会等名: 17th International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics and Nano structures (EDISON 17)
  • 発表場所: University of CaliforniaSanta Barbara, Santa Barbara, California, USA
  • 年月日: 20110808-12
• [学会発表] Fabrication of a Nanowire-based Flip-fop Circuit using Gate-controlled GaAs Three-branch Nanowire Junctions (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Shibata, Y. Shiratori and S. Kasai
  • 学会等名: 23rd International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2010)
  • 発表場所: Rihga Royal Hotel Kokura, Fukuoka, Japan
  • 年月日: 20101109-12
• [図書] Introduction to Noise-Resilient Computing (2013)
  • 著者名/発表者名: S. N. Yanushkevich, S. Kasai, G. Tangim, A. H. Tran, T. Mohamed, V. P.
  • 総ページ数: 152
  • 出版者: Smerko, Morgan & Claypool Publisher
• [備考]
  • URL: http://www.rciqe.hokudai.ac.jp/ied/index.html