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(In Japanese)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

Research report code R013000287
Posted date Oct 1, 2003
Researchers
  • (In Japanese)立木 実
  • (In Japanese)瀬尾 北斗
  • (In Japanese)坂野 時習
  • (In Japanese)澄川 雄
  • (In Japanese)梅澤 仁
  • (In Japanese)川原田 洋
Affiliation
  • (In Japanese)早稲田大学
  • (In Japanese)早稲田大学
  • (In Japanese)早稲田大学
  • (In Japanese)早稲田大学
  • (In Japanese)早稲田大学
  • (In Japanese)早稲田大学
Research organization
  • (In Japanese)早稲田大学
Report name (In Japanese)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
Technology summary (In Japanese)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。
Drawing

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R013000287_01SUM.gif R013000287_02SUM.gif
Research field
  • Metal‐insulator‐semiconductor structures
  • Transistors
Published papers related (In Japanese)(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.
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)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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