研究課題
本研究では，開放系量子ドット内においてナノプローブを導入し、走査ゲート顕微法（ＳＧＭ）により量子マニピュレーションによって波動関数をアクティブコントロールすることで，新しい電子波デバイスを実現することを目的としている。これまでは半導体ヘテロ接合に形成された２次元電子層（２ＤＥＧ）に形成された開放系量子ドットを用いてきたが，ダウンサイジングとＳＧＭ像の高解像度に向けて，平成２６年度はよりグラフェンにおける開放系量子ドットの形成を視野に入れて並行して研究を進めてきた。さらに，平成２７年度よりｈ－ＢＮをグラフェン（Ｇｒ）の上下面に積層したＢＮ／Ｇｒ／ＢＮ構造の作製に着手した。ＢＮの積層方法としては幾つかの方法が提案されているが，コンタミネーションの問題が解消できるＰＰＣ／ＰＤＭＳを使用したドライプロセスへと改良を行うことで，安定した４端子試料の作製技術の確立に成功した。これにより低温で100,000 cm2/Vs以上の移動度にまで向上させることができた。この試料での平均自由行程は約500 nmと見積もられ，開放系量子ドット一つの大きさに匹敵する程にまで達することができた。これにより，ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓヘテロ接合系２次元電子ガスと同様なシュブニコフ ド・ハース振動の観測ができるまでになり、高移動度単層グラフェンの有効質量や緩和時間のゲート電圧依存性について、論文を発表した。この試料ではゲート電圧特性に対して伝導度ゆらぎも観測されており，その基礎特性の評価を進め、論文にて報告した。グラフェンの量子ドットについても、電子線リソグラフィーと酸素プラズマエッチングによる作製を行った。
28年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2017 2016 その他
すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 6件) 図書 (1件) 備考 (1件)
J. Phys.: Condens. Matter
巻: 29 ページ: 225301-1-6
https://doi.org/10.1088/1361-648X/aa6d36
Physical Review B
巻: 93 ページ: 165435-1-13
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.93.165435
Scientific Reports
巻: 6 ページ: 33118-1-8
DOI: 10.1038/srep33118
Nano Letters
巻: 16 ページ: 6445-1-7
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b02905
ACS Nano
巻: 10 ページ: 9730-1-8
DOI: 10.1021/acsnano.6b05952
http://adv.chiba-u.jp/nano/qnd/index.html
