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走査型プローブ顕微鏡を用いた局所反応場制御リソグラフィー技術の開発

扫描探针显微镜局部反应场控制光刻技术的发展

基本信息

批准号：
12750277
负责人：
白樫淳一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Akita Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用いた新しいリソグラフィー技術:SPM局所反応場制御リソグラフィーの開発を行い、新しいナノデバイス作製技術としての応用を目指している。本手法では、原子間力顕微鏡(AFM)などのSPM探針にバイアス電圧を加え、探針周囲の雰囲気環境を制御することで探針直下に局所的な化学反応場を誘起し、母材料を化学的に反応修飾させ、その後、得られた反応物質の選択的なエッチングによりナノメートル級リソグラフィーを実現する。平成12年度では、局所化学反応場として酸化反応場を、また、母材料として強磁性体薄膜であるNiFeやCrを選択し、これまでに報告例の無い強磁性体金属材料に対するSPM局所反応場制御リソグラフィー技術の開発を重点的に行った。これを受け、平成13年度では、本手法の更なる洗練化を行うとともに、新しいデバイスシステムとして強磁性単電子デバイスの提案を行い、以下の知見を得た。(1)酸化反応場を用いたSPM局所反応場制御リソグラフィー技術により強磁性体酸化物(NiFe酸化物やCr酸化物)からなるナノ構造の形成が可能であり、SPM探針での印加バイアス電圧や走査速度により、得られる強磁性ナノ構造のサイズを制御することが可能である。(2)様々な変調方式を有する強磁性単電子トランジスタの提案を行った。具体的には、ゲート電極と中央電極がキャパシタにより静電的に結合されている容量結合型強磁性単電子トランジスタと、ゲート電極と中央電極が抵抗体により結合されている抵抗結合型強磁性単電子トランジスタについて提案した。これより、磁性と単電子帯電効果を基礎とした、新しいナノデバイスとしての実現可能性を明らかにした。(3)(2)で提案した強磁性単電子デバイスの理論的検討を行った。解析にはモンテカルロ法を用い、単電子の挙動に伴うデバイスの電気的特性・トンネル磁気抵抗特性について、動作温度や印加電圧条件をパラメータとして詳細に検討した。これより、磁性と単電子帯電効果の競合作用により生じるトンネル磁気抵抗効果の増大という新しい現象を、デバイス機能として用いる事が可能であることを明らかにした。

The subject of this research is the use of new micromirror (SPM) technology for walk-through type micromirrors: SPM Bureau Reaction field control リソグラフィーの开発を行い, new しいナノデバイス production technology and としての応用を Eyes refers to している. This method uses an interatomic force micromirror (AFM), a SPM probe, an electric pressure sensor, and an environmental control system around the probe. The reaction field is induced, the parent material is chemically modified, the reaction is modified, the reaction is obtained, and the reaction is obtained Quality のselection of the なエッチングによりナノメートル-level リソグラフィーを実成する. In 2012, the chemical reaction field of the bureau, the acidification reaction field, the parent material, the ferromagnetic thin film, NiFe, Cr, were selected. , これまでににのいFerromagnetic body metal material に対するSPM Bureau's anti-field control リソグラフィーtechnology の発を key point に行った.これをReceived け、Heisei 13 year では、This technique is updated and refined を行うとともに、新しいデバイスシステムとしてstrong magnetic single electronic デバイスのproposal を行い, the following knowledge is obtained. (1) The acidification reaction field is controlled by the SPM local reaction field control technology and the strong magnetic acid compound (NiFe acid compound and Cr acid compound) structure is used. It is possible to create a new product, and the SPM probe can be used to check the speed of the electric pressure.より, get られるstrong magnetic ナノ structure のサイズをcontrol することがpossible である. (2) 様々な変adjusting method has a strong magnetic single electronic トランジスタのproposal を行った. Specific には, ゲートelectrode and central electrode がキャパシタによりstatic に bonding されているcapacity bonding type ferromagnetic single electron トランジスタと, ゲートelectrode and central electrode がresistance body によりcombination されている resistance combination type strong magnetic single electron トランジスタについて proposal した.これより, magnetic and と単electronic electric effect をbasic とした, new しいナノデバイスとしての実possibility of を明らかにした. (3) (2) proposes a study of the theory of strong magnetic single electrons. Analyze the characteristics of the electronics and electronics used in the electronics and electronics Magnetic resistance characteristics, operating temperature and applied voltage conditions are detailed.これより、Magnetic and と単electronic electromagnetic effect and the competitive effect of により生じるトンネルMagnetic resistance effect are increasedという新しいphenomenonを、デバイスfunctionとして用いる事がpossibleであることを明らかにした.