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4.室温で動作するシリコン単電子トランジスタの中の輸送

研究報告コード R013000301
掲載日 2003年10月1日
研究者
  • 齋藤 真澄
  • 平本 俊郎
研究者所属機関
  • 東京大学
  • 東京大学
研究機関
  • 東京大学
報告名称 4.室温で動作するシリコン単電子トランジスタの中の輸送
報告概要 単電子トランジスタ(SET)はある入力電圧で出力電流のピークを持つことはよく知られている。我々の目的はこのような共鳴特性を持つSETを用いてナノデバイスの共鳴エージェントを開発することである。そのために,室温で動作するシリコンSETの輸送特性を調べている。図1にSETとして働くポイントコンタクトMOSFETの模式図を示す。ソースとドレインは極端に狭いチャンネルでつながっていて,そこには量子ドットができている。図2にそのId-Vds特性を示す。室温で大きなクーロンブロッケード振動を示す。この電流ピークが共鳴エージェントに使える。図3には別のデバイスの低温におけるId-Vds特性を示す。50K以下で明らかに負性抵抗(NDC)が見られる。それはシリコンドット中に量子レベルの大きな隙間があることによる。ドットサイズを見積もると5.3nmとなる。ドットサイズが3nmより小さくなると室温でも負性抵抗が現れることが計算でわかる。これらの結果は,量子効果が重要な役割を果たしており室温で働くシリコンSETの設計に量子効果を考慮に入れなければならないことを強く示している。
画像

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研究分野
  • 固体デバイス
関連発表論文 (1)H. Ishikuro and T. Hiramoto: Appl. Phys. Lett. 71 (1997) 3691.
(2)H. Ishikuro and T. Hiramoto: Appl. Phys. Lett. 74 (1999) 1126.
(3)M. Saito, N. Takahashi, H. Ishikuro and T. Hirmoto: Jpn. J. Appl. Phys. 40 (2001) 2010.
(4)M. Saito, T. Saito, T. Inukai and T. Hirmoto: Appl. Phys. Lett. 79 (2001) 2025.
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 鳳 紘一郎(東京大学大学院新領域創成科学研究科)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 齋藤 真澄,平本 俊郎. Transport in Silicon Single Electron Transistors Operating at Room Temperature. The Second CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2001. p.88 - 88.

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