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(In Japanese)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

Research report code R013000301
Posted date Oct 1, 2003
Researchers
  • (In Japanese)齋藤 真澄
  • (In Japanese)平本 俊郎
Affiliation
  • (In Japanese)東京大学
  • (In Japanese)東京大学
Research organization
  • (In Japanese)東京大学
Report name (In Japanese)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
Technology summary (In Japanese)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。
Drawing

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R013000301_01SUM.gif R013000301_02SUM.gif R013000301_03SUM.gif
Research field
  • Solid‐state devices
Published papers related (In Japanese)(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.
Research project
  • Core Research for Evolutional Science and Technology;Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena
Information research report
  • (In Japanese)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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