研究課題
若手研究(A)
シリコンおよびダイヤモンド表面にドーパントの個数と位置を制御して配列することによって、従来統計的に観測されるに止まっていた単一ドーパント由来の量子現象が制御されつつある。原子スケールで材料、デバイス、プロセス制御を試みる技術群は、近年、国際半導体技術ロードマップ(International Technology Roadmap for Semiconductors: ITRS)でも取り上げられ、決定論的(deterministic)ドーピングと呼ばれ、量子情報処理をはじめとする新アーキテクチャと共に CMOS テクノロジーの延伸(Extended CMOS)への期待が寄せられている。事実、リンドナー2 個、6 個、10 個をチャネルに沿って"決定論的"に 1 次元配列させたシリコンデバイスを試作し、電気的特性を評価したところ、全てのデバイスから量子輸送現象を確認し、かつドーパントの増加に伴い量子輸送特性変化を観測した。また、ダイヤモンド表面にシリコンイオンを注入することによって、シリコンと空孔からなる Si-V センターの規則配列に成功し、量子情報処理におけるキーエレメントの 1 つである単一光子源の室温動作への可能性を示した。ドーパント添加型デバイスの極限形として、1 個のドーパントが制御されたデバイス(単一ドーパントデバイス)原理実証、およびダイヤモンド中の単一発光センター評価に"決定論的"単一イオン注入法は有効手段となることを実証した研究成果である。
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