2重結合量子ドットにおけるクーロンブロッケードとその応用に関する研究

库仑封锁及其在双键量子点中的应用研究

• 批准号: 07837010
• 负责人: 石橋 幸治
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07837010/
• 关键词: 結合量子ドット; カオス; クーロンブロッケード; クーロン振動; 電子波干渉; 量子ドット

本研究では、半導体や金属を用いて2重結合量子ドットを作製し、その物性を調べることを行った。半導体2次元電子ガスを用いた量子ドットの作製法として、従来から用いられている金属ゲート法に加えて、エッチングと金属ゲートを組み合わせる方法を開発した。この際問題となる微小エッチング領域への電子ビームリソグラフィーの位置合わせに関し、0.1ミクロン以下の精度でそれができることを確認した。従来からの全金属ゲートプロセスにより、並列2重結合量子ドットを作製することに成功し、各ゲートの動作を確認することはできたが、ドット間の単電子の相互作用を確認する実験は行うことができなかった。なお、単一量子ドットの電子輸送に関して、四角いドット形状でもポイントコンタクトリードや角の丸まりにより、電子波干渉に関してカオス的振る舞いが起こる可能性を指摘し、電子軌道の量子力学的シミュレーションにより安定軌道が存在することを明らかにした。金属を用いた実験では、アルミニウム、金、銅を用いて、中空ブリッジ法と斜め蒸着法を組み合わせる方法により、微小トンネル接合を作製する技術を確立した。全金属をアルミニウムで作製した単電子トランジスタにおいて、電流電圧特性にクーロンブロッケードの効果を観測し、また、コンダクタンスがゲート電圧によって変調されるクーロン振動を観測した。さらに、量子ドット部分をリング構造で置き換えた構造においてコンダクタンスの磁場依存性に周期的振動を観測した。これは、磁束量子化に類似の効果と考えているが、クーロンブロッケードがどのように影響しているかは明らかにできていない。

In this paper, semiconductor and metal materials are used to combine quantum materials. A method for manufacturing semiconductor two-dimensional electron particles using quantum chemistry has been developed. The accuracy of this problem is less than 0.1%, and the accuracy of this problem is confirmed. It is possible to successfully manufacture 2-fold combined quantum dots in parallel on an all-metal dot platform from the past, confirm the actions of each dot, and confirm the interaction of single electrons between the dots. It is clear that there is a possibility of the oscillation of electron wave interference and the existence of a stable orbit in quantum mechanics. The technology of metal, gold, copper, hollow metal, oblique metal and micro metal bonding has been established. All-metal metal alloy is manufactured from a single material, such as aluminum alloy, aluminum alloy, aluminum alloy. In addition, the quantum structure of the magnetic field depends on the periodic vibration of the quantum structure. The effect of magnetic beam quantization is similar to that of magnetic beam quantization

项目成果

JP. Bird. BMOlatona, R. Ncwbury RP Taylor. K, ishibashi, et. al: "Lead Indnced Transit:on to Chaos in Mesoscopic Billiards" Phys. Rev. B. 52. R14336-R14339 (1995)

J.P。

H. Stopa, JP. Bied. K, Ishibashi Y. Aoyagi and T. Sugano: "Giant Backscattering Magnetoresistance Resonances and guantum dot electronic strncture" Phys. Rev. Lett.(to be published).

H.斯托帕，JP。

JP. Bird. K. Ishibashi, DK Ferry Y. Ocliai, Y. Aoyagi, T. Sugano: "Spectral Characteristics of Condnctance Fluctnations in Ballistic Quantum Dots, Inflnense of Finite Magnetic Fields and Temperature" Phys. Rev. B. 11. 8295-8304 (1995)

J.P。

JP. Bird, K. Isibashi, Y. Aoyagi and T. Sugano: "Period doubling of Aharonov・Blhm Oscillations in guantum dots" Phys. Rev. B. (to be published).

JP. Bird、K. Isibashi、Y. Aoyagi 和 T. Sugano：“量子点中阿哈罗诺夫·Blhm 振荡的倍周期”Phys Rev. B.（待出版）。

K. Ishibashi, JP. Bird. D. K. Ferry et-al.: "Electron Wave luferferences in Ballistic and quasi-Ballistic Nanostructures" Jpn. J. Appl. Phys.34. 6966-6970 (1995)

K. 石桥，JP。