単一ドーパント原子トランジスタの電子トンネル輸送高温化 : 室温動作に向けて(結晶成長、評価及びデバイス(化合物,Si,SiGe,電子・光材料))

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概要

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• シングルドーパントトランジスタは、ナノスケールチャネル中のドーパント原子を介した単一電子トンネリングによって動作する。最近まで、単一ドーパントトランジスタの研究は、低温領域(<15K)に限定されてきた。高温では、熱的に活性化されたキャリア移動の方が優勢になるためである。しかし、高温で動作するトンネリング型シングルドーパントデバイスを開発することは、切れの良いスイッチ機能を実現する上で大変重要である。本研究では、特殊なチャネル形状(スタブ型)により誘電閉じ込め効果を利用してトンネル障壁高さを増加させることができ、高温までトンネル電流が優勢となり得ることを示す。これにより、従来の文献値よりもはるかに高い温度(約100K)でトンネリングに起因する電流ピークを観測した。また、理論的な考察のためAb initioシミュレーションにより、極小チャネル内のドーパントの基本的な性質を調べた。計算結果は我々の実験結果と整合しており、今後、単一ドーパントトランジスタの室温動作の可能性を示唆している。

• 2013-05-09

著者

• 田部 道晴

  静岡大学電子工学研究所

• モラル ダニエル

  静岡大学電子工学研究所

• ハミッド エルファン

  静岡大学電子工学研究所

• 水野 武志

  静岡大学電子工学研究所

• 水田 博

  School of Materials Science, Japan Advanced Institute of Science and Technology:Nano Group, ECS, Faculty of Physical and Applied Sciences, University of Southampton

• サマンタ アルプ

  静岡大学電子工学研究所

• アン レ・テ

  School of Materials Science, Japan Advanced Institute of Science and Technology

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