走査型プローブ顕微鏡を用いた単電子素子の製作および単電子トンネルの制御・検出

使用扫描探针显微镜制造单电子器件并控制/检测单电子隧道

基本信息

批准号：
10127215
负责人：
水谷孝
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、ナノメータレベルの高い空間分解能が期待されるケルビンプローブフォース顕微鏡(KFM)を用いた電位分布測定技術を開発することを目的にする。本年度はKFMをGaAsMESFETに適用するとともに、デバイスシミュレーション結果との比較を行い測定結果の妥当性を検証した。またKFMをGaAs/AIGaAsヘテロ構造、GaAs pn接合に適用し、本方法が表面電位の解明に有用であることを示した。主要な結果は以下のとおりである。1. GaAs MESFETではゲート端での電界集中がHEMTに比べて弱いことを実験的に示すとともに、デバイスシミュレーションとの比較により、この原因が、表面準位による電界緩和効果のためであることを明らかにした。2. アンゲートMESFETにおいて、ドレイン電極端に電界集中が見られることを見い出すとともに、デバイスミュレーションとの比較によりこの理由が電子の速度飽和と表面準位にあることを示した。3. InAlAs/InGaAsヘテロ構造にKFMを適用し、空間分解能が40nm程度であることを明らかにした。4. GaAs/AlGaAsヘテロ構造において、接触電位差がAl組成に依存することを示すとともに、この原因を電荷中性準位のAl組成依存性で説明できることを示した。5. pn接合にKFMを適用し、接触電位差は表面準位のため小さく測定されてしまうこと、光照射によりこの電位差が大きくなることを示した。

这项研究旨在使用开尔文探针显微镜（KFM）开发潜在的分布测量技术，该技术有望提供纳米水平的高空间分辨率。今年，KFM应用于Gaasmesfets，并将其与设备仿真结果进行了比较，以验证测量结果的有效性。此外，将肯德基应用于GAAS/AIGAAS异质结构和GAAS PN连接，表明此方法可用于阐明表面电位。主要结果如下：1。在实验上，GAAS MESFET的栅极边缘的电场浓度比HEMT的电场较弱，并且与设备模拟的比较表明，这是由于由于表面状态引起的电场弛豫的影响。 2。在Ungate MESFET中，我们发现在漏极端观察到电场浓度，并且与设备模拟相比，我们表明的原因是电子速度饱和度和表面状态。 3。KFM被应用于Inalas/Ingaas异质结构，以揭示空间分辨率约为40 nm。 4。在GAAS/Algaas异质结构中，接触电势差取决于AL组成，并且已证明该原因可以通过电荷中性水平的Al组成依赖性来解释。 5。KFM应用于PN连接，由于表面水平而导致接触电位差很小，并且由于光照射而增加的电位差增加。