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単電子トランジスタの室温におけるクーロンダイヤモンド特性-量子コンピューティングのための読み出しデバイス-

研究報告コード R013000277
掲載日 2003年10月1日
研究者
  • 松本 和彦
研究者所属機関
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所
研究機関
  • 独立行政法人 産業技術総合研究所
報告名称 単電子トランジスタの室温におけるクーロンダイヤモンド特性-量子コンピューティングのための読み出しデバイス-
報告概要 量子コンピュータにとって計算の後に量子状態をチェックする読み出しデバイスが必須である。単電子トランジスタ(SET)はそれに最適の候補の一つである。図1にカーボンナノチューブを用いたControlled Notゲートの模式図を示す。量子計算の後,カーボンナノチューブ二重結合量子ドット中の電子の位置がSETで検出される。SETは室温で働くべきである。単層ナノチューブをAFMカンチレバーに用いて,原子的に平坦なTi薄膜の表面を選択酸化してTiOxの細線をつくる。これがSETのトンネル障壁として働く。このあとSETを熱酸化してサイズをしぼる。図2に,室温でゲートバイアスをかけて測定したI-V特性を示す。この図で黒い領域はクーロンギャップ領域であり,ゲートバイアスによって変調され,室温でもクーロンダイヤモンド構造を示している。クーロンダイヤモンドの勾配からトンネル容量は0.16aFと0.31aFと求まる。ゲート容量はクーロンダイヤモンドの周期から0.064aFと求まる。全容量は0.53aFとなり,クーロンエネルギーは150meVとなって室温の熱エネルギーの6倍も大きい。そのためにクーロンダイヤモンド特性が室温でも観察された。
画像

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研究分野
  • 無機化合物の電気伝導
  • 接合
  • 固体デバイス
研究制度
  • 戦略的創造研究推進事業 CRESTタイプ、電子・光子等の機能制御/研究代表者 青柳 克信(東京工業大学大学院総合理工学研究科)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 松本 和彦. Coulomb Diamond Characteristics of Singel Electron Transistor at Room Temperature —Read out device for quantum computing—. The Second CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2001. p.20 - 20.

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