核スピン検出用単電子トランジスタの試作

用于核自旋检测的单电子晶体管原型

• 批准号: 13875064
• 负责人: 佐藤 茂雄
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13875064/
• 关键词: 核スピン; 単電子トランジスタ; STM; 量子ビット; 水素レジスト; 量子計算; 単原子リソグラフィー; 断熱的変化アルゴリズム; スピンー電荷数変換; 電荷計

これまで研究を行ってきたSTMリソグラフィー技術の確立に向けて、フラッシングによる基板平坦化に関する研究を行った。これまでの成果で水素レジストを用いた手法の有効性は確認できているものの、検出対象である核スピンを有する不純物ドナー原子の安定な配置には、より平坦な基板表面を得ることが必要不可欠であるとの考察からこの課題に取り組んだ。フラッシングの各種パラメータ(加熱温度、スケジュール)を変化させ、より平坦な表面を得るため条件を求めた。また基板濃度およびフラッシング条件と平坦性の関係を統合的に理解した。また、水素レジストの吸着効率を向上させるための新しい水素クラッキングセルの開発や、SiGe単結晶膜の成膜実験などを行った。これら結果を用いることにより、所望の位置にドナー原子を配置することが可能となり、ひいては単電子トランジスタによるスピンの検出が可能となる。研究目的である核スピンの検出の実現は今後の課題となったが、すでに我々独自に確立したSTMリソグラフィー技術、単電子トランジスタの作製プロセス、エピタキシャル成長技術、極低温技術など、個別の技術を組み合わせることにより当初の研究目的は十分達成可能と考えられる。今後の研究の発展として、我々がすでに開発している汎用性のある量子計算アルゴリズムを核スピン量子ビットに適用することが重要課題となっており、この課題に対して本研究の成果は大きな寄与を与えるものである。

こ れ ま で を line っ て き た STM リ ソ グ ラ フ ィ ー technology に の established to け て, フ ラ ッ シ ン グ に よ る に substrates flat masato す る を line っ た. で water element こ れ ま で の レ ジ ス ト を with い た gimmick の have sharper sex は confirm で き て い る も の の, 検 like で seaborne あ る nuclear ス ピ ン を have す る impurity content ド ナ ー atomic の settle な configuration に は, よ り flat を な substrate surfaces る こ と が need not owe で あ る と の investigation か ら こ に の subject group take り ん だ. フ ラ ッ シ ン グ の various パ ラ メ ー タ (heating temperature, ス ケ ジ ュ ー ル) を variations change さ せ, よ り を な flat surfaces る た を め conditions for め た. Youdaoplaceholder0 substrate concentration およびフラッシ グ グ condition と flatness <s:1> relationship を integration に understanding of に た. ま た, water element レ ジ ス ト の sorption rate of unseen を upward さ せ る た め の new し い water element ク ラ ッ キ ン グ セ ル の open 発 や, SiGe 単 crystallization membrane の film-forming be 験 な ど を line っ た. こ れ ら results を い る こ と に よ り, hoped の position に ド ナ ー atomic を configuration す る こ と が may と な り, ひ い て は 単 electronic ト ラ ン ジ ス タ に よ る ス ピ ン の 検 out が may と な る. Research purpose で あ る nuclear ス ピ ン の 検 out の be は の subject in the future now と な っ た が, す で に I 々 に alone establish し た STM リ ソ グ ラ フ ィ ー technology, electronic ト 単 ラ ン ジ ス タ の cropping プ ロ セ ス, エ ピ タ キ シ ャ ル growth technology, extremely low temperature な ど, individual の technology group を み わ せ る こ と に よ り の original research purpose は is reached Perhaps と tests えられる. Future research の の 発 exhibition と し て, I 々 が す で に open 発 し て い る domestic sex の あ る quantum computing ア ル ゴ リ ズ ム を nuclear ス ピ ン quantum ビ ッ ト に applicable す る こ と が important topic と な っ て お り, こ の subject に し seaborne て の results this study は big き な send and を and え る も の で あ る.

项目成果

Y.Hayakawa, et al.: "Analysis and Measurement of Limit Cycles Generated on Neural Networks with Cyclic and Longer Connections"Proc. 2002 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications. 315-318 (2002)

Y.Hayakawa 等人：“具有循环和较长连接的神经网络上生成的极限环的分析和测量”Proc。

M.Kinjo et al.: "Hardware Implementation of a DBM Network with Non-monotonic Neurons"IEIECE Transactions on Information and Systems. J85-D-II no.3. 558-567 (2002)

M.Kinjo 等人：“具有非单调神经元的 DBM 网络的硬件实现”IEIECE Transactions on Information and Systems。

S.Sato et al.: "A New Approach for Implementation of Analog Neurochips"Proceedings 2001 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications. 505-508 (2001)

S.Sato 等人：“模拟神经芯片实现的新方法”2001 年非线性理论及其应用国际研讨会论文集。

K.Inomata et al.: "Electrical Transport Characteristics of Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+_δ> Stacked Junctions with Control of the Carrier Density"Superconductor Science and Technology. 16・12. 1365-1367 (2003)

K. Inomata 等：“控制载流子密度的 Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+_δ> 堆叠结的电传输特性” 16・12 1365-1367（2003）。

M.Kinjo et al.: "Quantum Adiabatic Evolution Algorithm for a Quantum Neural Network"Proceedings of Artificial Neural Networks and Neural Information Processing - ICANN/ICONIP 2003. 951-958 (2003)

M.Kinjo 等人：“量子神经网络的量子绝热演化算法”人工神经网络和神经信息处理论文集 - ICANN/ICONIP 2003. 951-958 (2003)