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2012 年度 研究成果報告書

グラフェンを用いた集積化量子ドット素子の開発と電子輸送ダイナミクスに関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号 22360147
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 電子デバイス・電子機器
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

森山 悟士  独立行政法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, MANA独立研究者 (00415324)

研究期間 (年度) 2010 – 2012
キーワードグラフェン / 単電子素子 / 量子ドット / 量子デバイス / ナノ微細加工
研究概要

本研究では, 従来型のグラフェン量子ドット素子構造とは異なる, 新しい構造のグラフェン量子ドット素子の提案とナノ微細加工プロセス技術の開発を行った。グラフェンを用いたナノ構造素子は, 電子線リソグラフィ技術とプラズマエッチングエッチング技術を組み合わせることによって作製することができるが, その特性は, 材料の質, 基板, そして試料端の化学的性質に大きく依存する。我々は, 試料端の影響を少なくし, グラフェン特有の電子構造を測定するための新しいナノデバイス構造を提案し, 実際に試料を作製した。実験結果および理論的解析から, 金属電極/グラフェン界面において形成されるポテンシャルと試料に対して一様垂直に印加される磁場によってグラフェン中の電子(ディラック電子)が閉軌道を形成し, 量子閉じ込め状態が発現することを見出した。

  • 研究成果

    (40件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (32件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Coulomb blockade behavior in nanostructured graphene with direct contacts2013

    • 著者名/発表者名
      S. Moriyama, Y. Morita, E. Watanabe, and D. Tsuya
    • 雑誌名

      Materials Express

      巻: 3 ページ: 92-96

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 【注目の新素材】 グラフェンのポテンシャルと応用可能性", 研究開発リーダー2011

    • 著者名/発表者名
      森山悟士
    • 雑誌名

      技術情報協会

      巻: Vol.8 No.8 ページ: 20-22

  • [雑誌論文] Introducing non-uniform strain to graphene using nanopSillars made of electron beam resist2011

    • 著者名/発表者名
      H. Tomori, A. Kanda, H. Goto, Y. Ootuka, K. Tsukagoshi, S. Moriyama, E. Watanabe, D. Tsuya
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density-of-State oscillation of quasiparticle excitation in the spin density wave phase of (TMTSF)2ClO42010

    • 著者名/発表者名
      S. Uji, M. Kimata, S. Moriyama, J. Yamada, D. Graf, and J.S. Brooks
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 105

    • 査読あり
  • [雑誌論文] グラフェンで作る結合量子ドット素子2010

    • 著者名/発表者名
      森山悟士, 石橋幸治
    • 雑誌名

      物理科学雑誌 『パリティ』

      巻: Vol. 25 No.10 ページ: 40-44

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of quantum-dot devices in graphene2010

    • 著者名/発表者名
      S. Moriyama, Y. Morita, E. Watanabe, D. Tsuya, S. Uji, M. Shimizu, and K. Ishibashi
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: 11

    • 査読あり
  • [学会発表] 2次元層状MoS2トランジスタ形成プロセスの検討2013

    • 著者名/発表者名
      兼村瑠威, 森 貴洋, 渡辺英一郎, 津谷大樹, 森山悟士, 前田辰郎, 内田紀行 ,宮田典幸 ,安田哲二, 田中正俊, 安藤淳
    • 学会等名
      2013年第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      20130327-30
  • [学会発表] Tailoring the structure of phenanthroline based organic-metallic hybrid polymers for humidity sensitive conductivity2013

    • 著者名/発表者名
      Pandey Rakesh Kumar, Hossain Md. Delwar, 森山悟士, 樋口昌芳
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      20130322-25
  • [学会発表] Electrochromic properties of organic-metallic hybrid polymers bearing two metal ion species2013

    • 著者名/発表者名
      Hu Chin-Wei, 森山悟士, 樋口昌芳
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      滋賀
    • 年月日
      20130322-25
  • [学会発表] Field-induced quantum dots in graphene mesoscopic structures2013

    • 著者名/発表者名
      S. Moriyama, Y. Morita, E. Watanabe, D. Tsuya
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2013
    • 発表場所
      Tsukuba
    • 年月日
      20130127-0301
  • [学会発表] Transport spectroscopy of Field-induced quantum confinement in graphene2012

    • 著者名/発表者名
      S. Moriyama, Y. Morita, E. Watanabe, D. Tsuya
    • 学会等名
      SSDM 2012, 2012 International conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      20120925-27
  • [学会発表] High proton conductivity in bis (terpyridyl) benzene based metallo-supramolecular polymers2012

    • 著者名/発表者名
      Pandey Rakesh Kumar, 森山悟士, 樋口昌芳
    • 学会等名
      第61回高分子討論会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      20120919-21
  • [学会発表] グラフェンメゾスコピック構造における磁場を用いた単一ディラック電子制御2012

    • 著者名/発表者名
      森山悟士, 守田佳史, 渡辺英一郎, 津谷大樹
    • 学会等名
      2012年秋季第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛
    • 年月日
      20120911-14
  • [学会発表] グラフェンメゾスコピック構造に形成される磁場誘起量子ドット素子2012

    • 著者名/発表者名
      森山悟士
    • 学会等名
      第2回半導体量子効果と量子情報の夏季研修会
    • 発表場所
      栃木
    • 年月日
      20120905-07
  • [学会発表] Graphene nanostructures for building blocks of quantum-dot based nanodevices2012

    • 著者名/発表者名
      S. Moriyama, Y. Morita, K. Ishibashi, E. Watanabe, D. Tsuya
    • 学会等名
      CIMTEC 2012, 4th International Conference on Smart Materials, Structures and Systems
    • 発表場所
      Montecatini Terme, Italy
    • 年月日
      20120610-14
  • [学会発表] Electrical conductivity measurements on organic-metallic hybrid polymer thin films2012

    • 著者名/発表者名
      Pandey Rakesh Kumar, 森山悟士, 樋口昌芳
    • 学会等名
      第61回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      20120529-31
  • [学会発表] Electrochemical properties of organic-metallic hybrid polymer films2012

    • 著者名/発表者名
      Pandey Rakesh Kumar, 森山悟士, 樋口昌芳
    • 学会等名
      日本化学会第92春季大会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      20120325-28
  • [学会発表] グラフェンナノ構造における磁場誘起量子閉じ込めと電子輸送特性2012

    • 著者名/発表者名
      森山悟士, 守田佳史, 渡辺英一郎, 津谷大樹
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      兵庫
    • 年月日
      20120324-27
  • [学会発表] Field-induced single-electron transport in graphene nanostructures2012

    • 著者名/発表者名
      S. Moriyama, Y. Morita, E. Watanabe, D. Tsuya
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2012
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      20120229-0302
  • [学会発表] グラフェンを用いた電子デバイスの開発と応用2012

    • 著者名/発表者名
      森山悟士
    • 学会等名
      Electronic Journal 第1088回Technical Seminar, 「グラフェンの量産技術とその応用」
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-04-24
  • [学会発表] グラフェンの基礎物性と応用可能性~最新動向2012

    • 著者名/発表者名
      森山悟士
    • 学会等名
      情報機構 化学・電気系セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2012-04-17
  • [学会発表] Inducing nonuniform strain to graphene using dielectric nanopillars: Toward strain engineering2011

    • 著者名/発表者名
      H. Tomori, H. Goto, Y. Nukui, Y. Toyota, Y. Ootuka, K. Tsukagoshi, S. Moriyama, E. Watanabe, D. Tsuya and A. Kanda
    • 学会等名
      MRS2011, Materials Research Society 2011 Fall meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      20111128-1202
  • [学会発表] Introducing nonuniform strain to graphene: Toward strain engineering2011

    • 著者名/発表者名
      H. Tomori, H. Goto, Y. Nukui, Y. Toyota, Y. Ootuka, K. Tsukagoshi, S. Moriyama, E. Watanabe, D. Tsuya and A. Kanda
    • 学会等名
      SSDM2011, International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Aichi, Japan
    • 年月日
      20110928-30
  • [学会発表] 非一様歪みのあるグラフェンの形成と電気伝導測定2011

    • 著者名/発表者名
      友利ひかり, 後藤秀徳, 豊田行紀, 大塚洋一, 塚越一仁, 森山悟士, 渡辺英一郎, 津谷大樹, 神田晶申
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      20110921-24
  • [学会発表] バンドギャップ形成を目指したグラフェンへの非一様歪みの導入方法の開発2011

    • 著者名/発表者名
      友利ひかり, 後藤秀徳, 豊田行紀, 大塚洋一, 塚越一仁, 森山悟士, 渡辺英一郎, 津谷大樹, 神田晶申
    • 学会等名
      2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形
    • 年月日
      20110829-09-02
  • [学会発表] グラフェンナノ構造素子の単一電子スペクトロスコピー2011

    • 著者名/発表者名
      森山悟士, 渡辺英一郎, 津谷大樹, 守田佳史
    • 学会等名
      平成23年度 飯綱・サイエンスサマー道場 「材料の世界を一変させるスピン物性の新展開」
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      20110817-19
  • [学会発表] グラフェンへの非一様歪みの導入と電気伝導測定: グラフェンのバンドギャップエンジニアリングを目指して2011

    • 著者名/発表者名
      友利ひかり, 後藤秀徳, 豊田行紀, 大塚洋一, 神田晶申, 塚越一仁, 森山悟士, 渡辺英一郎, 津谷大樹
    • 学会等名
      平成23年度 飯綱・サイエンスサマー道場 「材料の世界を一変させるスピン物性の新展開」
    • 発表場所
      長野
    • 年月日
      20110817-19
  • [学会発表] Selective modification of graphene and graphite2011

    • 著者名/発表者名
      Yang Min, 森山悟士, 樋口昌芳
    • 学会等名
      第60回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20110525-27
  • [学会発表] グラファイト及びグラフェンの化学修飾2011

    • 著者名/発表者名
      楊 敏, 森山悟士, 樋口昌芳
    • 学会等名
      日本化学会第91春季年会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      20110326-29
  • [学会発表] Quantum transport in graphene nanostructures2011

    • 著者名/発表者名
      S. Moriyama
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2011
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      20110302-04
  • [学会発表] Quantum dots and nanostructures in graphene2011

    • 著者名/発表者名
      S. Moriyama, D. Tsuya, E. Watanabe, S. Uji, M. Shimizu, and K. Ishibashi
    • 学会等名
      ISNTT2011, International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
    • 発表場所
      Kanagawa, Japan
    • 年月日
      20110111-14
  • [学会発表] Fabrication of quantum dots and nanostructures in graphene2011

    • 著者名/発表者名
      S. Moriyama
    • 学会等名
      Osaka University - MANA/NIMS Joint Symposium on Advanced Structural and Functional Materials Design
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2011-10-07
  • [学会発表] 2011グラフェンの基礎と応用2011

    • 著者名/発表者名
      森山悟士
    • 学会等名
      Electronic Journal 第843回Technical Seminar
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-07-26
  • [学会発表] Chemical Modification of Graphite and Graphene2010

    • 著者名/発表者名
      Yang Min, 森山悟士, 樋口昌芳
    • 学会等名
      第59回高分子討論会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      20100915-17
  • [学会発表] Carbon nanotubes and graphenes for building blocks of nanodevices2010

    • 著者名/発表者名
      K. Ishibashi, A. Hida, S. Moriyama, T. Fuse and T. Yamaguchi
    • 学会等名
      11th Edition of the "Trends in NanoTechnology" International Conference (TNT2010)
    • 発表場所
      Braga, Portugal
    • 年月日
      20100906-10
  • [学会発表] グラフェンを用いた電子デバイスの開発と応用2010

    • 著者名/発表者名
      森山悟士
    • 学会等名
      Electronic Journal 第637回Technical Seminar, 「グラフェンの量産技術と応用」
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-12-15
  • [学会発表] グラフェンで作る量子効果デバイス2010

    • 著者名/発表者名
      森山悟士
    • 学会等名
      第10回NIMSフォーラム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-10-20
  • [学会発表] グラフェンの基礎と応用2010

    • 著者名/発表者名
      森山悟士
    • 学会等名
      Electronic Journal 第530回 Technical Seminar
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-07-08
  • [図書] グラフェンの微細加工プロセスと単電子素子の作製", 『2013 ナノカーボン技術大全』2012

    • 著者名/発表者名
      森山悟士
    • 総ページ数
      97-101
    • 出版者
      株式会社電子ジャーナル
  • [図書] 炭素原子1層のシートを用いた結合量子ドット素子作製における制御技術", 『量子ドットエレクトロニクスの最前線』2011

    • 著者名/発表者名
      森山悟士
    • 総ページ数
      123-133
    • 出版者
      株式会社エヌ・ティー・エス

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公開日: 2014-08-29  

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