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AFMを用いて水素終端ダイヤモンド表面に作製した単電子トランジスタ

研究報告コード R013000287
掲載日 2003年10月1日
研究者
  • 立木 実
  • 瀬尾 北斗
  • 坂野 時習
  • 澄川 雄
  • 梅澤 仁
  • 川原田 洋
研究者所属機関
  • 早稲田大学
  • 早稲田大学
  • 早稲田大学
  • 早稲田大学
  • 早稲田大学
  • 早稲田大学
研究機関
  • 早稲田大学
報告名称 AFMを用いて水素終端ダイヤモンド表面に作製した単電子トランジスタ
報告概要 先に我々はAFMを用いた陽極酸化法により水素終端(001)ダイヤモンド表面のナノスケールLOCOSを開発した。水素終端の表面は非常に浅いp型の表面伝導層を誘起しているので,AFMにより局部的に水素化表面を酸化してナノスケールの電気伝導制御をすることができる。この手法を用いてゲート絶縁領域を作りダイヤモンドの単電子トランジスタを作製した(図1)。伝導性のアイランド(100nm×120nm)が酸化されたトンネルバリア(40nm幅)によってソースとドレインから隔てられている。図2に温度77K,ドレイン電圧-100mVで測定したゲート電圧-ドレイン電流の特性を示す。明らかに電流の振動が見られる。これはクーロンブロッケード振動によるものである。しかしこの振動周期(~0.4V)から求められるアイランドの大きさはnmのオーダーで,水素終端のアイランド領域より小さい。これは水素終端表面から酸化領域へのキャリアの拡散によるものである。アイランドにおけるキャリアの空乏化を考えればアイランドの伝導領域が小さくなることが理解できる。
画像

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研究分野
  • 金属-絶縁体-半導体構造
  • トランジスタ
関連発表論文 (1)M. Tachiki, T. Fukuda, K. Sugata, H. Seo H. Umezawa and H. Kawarada: Appl. Surf. Sci. 159-160 (2000) 578.
(2)M. Tachiki, T. Fukuda, K. Sugata, H. Seo, H. Umezawa and H. Kawarada: Jpn. J. Appl. Phys. 39 (2000) 4631.
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 川原田 洋(早稲田大学理工学部)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 立木 実,瀬尾 北斗,坂野 時習,澄川 雄,梅澤 仁,川原田 洋. Fabrication of single electron transistors on hydrogen-terminated diamond surface using atomic force microscope.. The Second CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2001. p.53 - 53.

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