アモルファス合金の常温電界効果型トランジスターの開発研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23310070
• 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: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 公益財団法人電磁材料研究所 (2012-2013); 東北大学 (2011)
• 研究代表者: 福原 幹夫 公益財団法人電磁材料研究所, その他部局等, 研究員 (30400401)
• 研究分担者: 藤間 信久 (30219042)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: アモルファス合金 / 電界効果型トランジスター / 単電子トンネリング / クラスター / エレクトロニクス

研究概要

アモルファス合金電界効果型トランジスター(FET)の常温特性を測定した。FETは非磁場中Vg=0.28 mVの周期で単電子クーロン振動を、Vg=2.35μVの周期でFabry-Perot干渉効果を、磁場中Vg=0.26 mVの周期でファノ効果を示した。島間のギャップエネルギーは熱雑音の２６５倍大きく常温駆動を保証した。NMR、陽電子消滅、中性子解析の結果、Ｈはクラスター間にあり量子ドットトンネリングのパスとなる。標準ＭＤ計算より、クラスター集団Ni48Zr40Nb24の局所構造モデルを提案した。以上の現象はクラスターの[130]方向に並んだ原子鎖の低次元成分間の電荷密度波により説明された。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of hydrogen and cluster morphology on electronic behavior of Ni-Nb-Zr-H glassy alloys with subnanometer-sized icosahedral Zr5Ni5Nb3 clusters (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuhara, H. Yoshida, and H. Kawarada
  • 雑誌名: Euro. Phys. J. D 巻: 67(2) ページ: 40-1-40-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of hydrogen absorption on electrical transport properties for Ni36Nb24Zr40 amorphous alloyribbons (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Y. Umetsu, H. Yoshida, M. Fukuhara, S. Yamaura, M. Matsuura, T. Sasaki, T. Sekiguchi, M. Saito, J. Mizuno and H. Kawarada
  • 雑誌名: Mater. Trans. 巻: 54(8) ページ: 1339-1342
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic transport behaviors due to charge density waves in Ni-Nb-Zr-H glassy alloys (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuhara and Y. Umemori
  • 雑誌名: Int. J. Mod. Phys. B 巻: 27(28) ページ: 1350164-1-1350164-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transport properties of Ni-Nb-Zr-glassy alloys and hydrogen absorbed alloys (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Y. Umetsu, H. Yoshida, M. Fukuhara, S. Yamaura, M. Matsuura, T. Sasaki, T. Sekiguchi, M. Saito, J. Mizuno and H. Kawarada
  • 雑誌名: Open J. Metals 巻: 3 ページ: 45-49
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local structures and structural phase change in Ni-Zr-Nb glassy alloys composed of Ni5Zr5Nb3 icosahedral clusters (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Fujima, T. Hoshino and M. Fukuhara
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 114 ページ: 063501
  • 査読あり
• [学会発表] Room-Temperature Glassy Alloy Field-Effect Transister with Particle and Wave Natures ,P.24 (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Fukuhara, H. Yoshida and H. Kawarada
  • 学会等名: International Conference on Quantum Metrology 2013
  • 発表場所: Poznan, Poland
  • 年月日: 20130515-17
• [産業財産権] 電解効果型トランジスタ及び集積回路 (2010)
  • 発明者名: 福原幹夫、佐々木敏夫、吉田肇、井上明久、川原田洋、関口哲志、斉藤美紀子、水口潤
  • 権利者名: 東北大学、早稲田大学
  • 産業財産権種類: 国際特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2010/065234P
  • 出願年月日: 2010-09-06
  • 外国