Superconductivity based on Si MOS structure

基于Si MOS结构的超导

• 批准号: 22K18294
• 负责人: 小野 行徳
• 金额: $ 16.56万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18294/
• 关键词: シリコン; MOSトランジスタ; 超伝導; 平坦バンド

LOCOSプロセスを利用した２次元周期配列構造の形成プロセスの検討を行った。LOCOS形成後のエッチングでエッチング液であるHFの染み込みが大きく、微小なパターンの形成が難しいことが判明した。このため、２段階熱酸化法に手法を変更し、微細パターン形成を再検討した。その結果、問題なく微細構造が形成できることを確認した。２段階熱酸化法により形成された２次元周期凹凸構造を有するMOSトランジスタを作製し、良好なトランジスタ特性が取得できることを確認するとともに、凹凸パターンにより移動度が変化することを見出した。また、Sicon-on-insulator（SOI）基板上に作製した２次元周期穴構造を有するMOSトランジスタを作製し、その移動度の温度依存性を調べた。この結果、低温にて移動度が著しく低下することを見出した。超流動の発現を念頭に、電子・正孔２層系のクーロンドラッグの検討を行った。SOI膜厚の依存性を調べ、通常のフェルミ気体の理論に比して膜厚依存性が弱いことが見いだされた。また、トランジェントなゲート電圧制御による電子・正孔２層系の形成手法に関して検討を行い、電子、正孔密度が制御できること、等を見出した。また、２次元電子系におけるスピン状態を調べるためのEDMR法に関して、その感度向上のための手法を考案し、その基本原理を確認した。さらに、有効質量変化を観測するための磁場印可計測を開始した。通常のMOSトランジスタを用いて、良好なシュブニコフ・ドハース振動が観測可能であることを確認した。

The formation of LOCOS by using two-dimensional periodic alignment structure is discussed. After LOCOS is formed, it is difficult to identify the HF dye solution and the formation of the micro-LOCOS solution. The two-stage thermal acidification method is used to improve the formation of fine particles. The result is that the micro-structure is formed. 2-stage thermal acidification method to form 2-dimensional periodic concave-convex structure, MOS structure to control, good characteristics to obtain, concave-convex structure to confirm, mobility to change, etc. 2-D periodic cavity structure is fabricated on a silicon on insulator (SOI) substrate, and the temperature dependence of the mobility is modulated. As a result, the temperature of the mobile phone is low. Superfluid development concept, electron and positive hole 2-layer system The dependence of SOI film thickness is usually adjusted, and the theoretical ratio of SOI film thickness dependence is weak. The formation method of electron and positive hole two-layer system is discussed in detail, and the electron and positive hole density are controlled. The basic principles of the EDMR method for adjusting the state of the two-dimensional electron system are examined. The magnetic field can be measured at any time. It is confirmed that the normal MOS switch is still in use, and it is possible to detect the vibration of the good Nisshin Bridge.

项目成果

Magnetometry of neurons using a superconducting qubit

使用超导量子位对神经元进行磁力测量

• DOI: 10.1038/s42005-023-01133-z
• 发表时间: 2023
• 期刊: Communications Physics
• 影响因子: 5.5
• 作者: Hiraku Toida;Koji Sakai;Tetsuhiko F. Teshima;Masahiro Hori;Kosuke Kakuyanagi;Imran Mahboob;Yukinori Ono & Shiro Saito
• 通讯作者: Yukinori Ono & Shiro Saito

MOS界面の単一欠陥チャージポンピングによって可能となった両性準位における電子捕獲素過程の直接観測 (4) -欠陥構造緩和-

通过MOS界面的单缺陷电荷泵浦，可以直接观察两性能级的电子俘获过程(4) -缺陷结构弛豫-

• 发表时间: 2022
• 作者: 土屋敏章;堀匡寛;小野行徳
• 通讯作者: 小野行徳

MOS界面の単一欠陥チャージポンピングによって可能となった両性準位における電子捕獲素過程の直接観測 (7) - τDに関する考察 -

MOS界面单缺陷电荷泵浦可直接观察两性能级电子俘获过程(7) - τD讨论 -

• 发表时间: 2023
• 作者: 土屋敏章;堀匡寛;小野行徳
• 通讯作者: 小野行徳

MOS界面の単一欠陥チャージポンピンによって可能となった両性準位における電子捕獲素過程の直接観測 (6) -欠陥構造緩和(Ⅱ)-

通过MOS接口处的单个缺陷电荷泵引脚可以直接观察两性能级的电子捕获过程(6) -缺陷结构弛豫(II)-

• 发表时间: 2023
• 作者: 土屋敏章;堀匡寛;小野行徳
• 通讯作者: 小野行徳

Control of Electronic Charges and Currents in Nano-scaled Silicon

纳米硅中电子电荷和电流的控制

• 发表时间: 2022
• 作者: Yan Qingwei;Alam Fakhr E.;Gao Jingyao;Dai Wen;Tan Xue;Lv Le;Wang Junjie;Zhang Huan;Chen Ding;Nishimura Kazuhito;Wang Liping;Yu Jinhong;Lu Jibao;Sun Rong;Xiang Rong;Maruyama Shigeo;Zhang Hang;Wu Sudong;Jiang Nan;Lin Cheng‐Te;Y. Ono
• 通讯作者: Y. Ono