SELF-FORMATION OF GERMANIUM NANOCRYSTALS AND ITS APPLICATION TO SELF-ADAPTIVE NEURAL DEVICES

锗纳米晶的自形成及其在自适应神经器件中的应用

• 批准号: 11650310
• 负责人: FUKUDA Hisashi
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: MURORAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11650310/
• 关键词: GERMANIUM; NANOCRYTAL; QUANTUM WELL; QUANTUM TUNNELING; QUANTUM CONFINEMENT; MOS STRUCTURE

Metal-oxide-semiconductor (MOS) structures with a Ge nanocrystal embedded in SiO_2 films were fabricated by Ge^+ ion implantation and subsequent high-temperature annealing. The Raman spectra indicate the evidence of self-assembled Ge nanocrystals in the SiO_2 films. The Ge size and its density were estimated to 3-5 nm and 1×10^<12>/cm^2, respectively. Photoluminescence spectra showed a strong blue-violet band around 400 nm and a weak near-infrared band around 750 nm, respectively. The several implantation-induced deficient centers are believed to be responsible for the blue-light luminescence. Capacitance-voltage characteristics exhibit the flat-band voltage shifts of 1.02 V after the electron injection into the SiO_2/Ge/SiO_2 potential well. An anomalous leakage current was clearly observed in the current-voltage characteristics. The precise simulation of quantum electron transport in the SiO_2 film indicates that the anomalous conduction is originated from resonant tunneling in the SiO_2/Ge/SiO_2 double-well band structure.

采用Ge^+离子注入和高温退火的方法制备了Ge掺杂SiO_2薄膜的金属氧化物半导体（MOS）结构。拉曼光谱表明Ge纳米晶在SiO_2薄膜中自组装。Ge的尺寸和密度分别估计为3-5 nm和1×10^<12>/cm ^2。光致发光光谱分别在400 nm和750 nm附近显示出较强的蓝紫色带和较弱的近红外带。几个重氮化诱导的缺陷中心被认为是蓝光发光的原因。电容-电压特性表明，电子注入SiO_2/Ge/SiO_2势阱后，平带电压发生了1.02V的漂移。在电流-电压特性中清楚地观察到异常漏电流。对SiO_2薄膜中电子输运的精确模拟表明，SiO_2/Ge/SiO_2双阱能带结构中的反常导电是由共振隧穿引起的。

项目成果

福田永: "酸化膜中のナノスケールGe微結晶成長についての検討"第47回応用物理学関係連合講演会予稿集. (発表予定).

福田英二：《氧化膜中纳米级Ge微晶的生长研究》第47届应用物理协会会议论文集（待提交）。

山田友和: "シリコン酸化膜中のゲルマニウム微結晶成長と電気的特性評価"平成12年電子情報通信学会技術報告. 13 (2000)

Tomokazu Yamada：“氧化硅薄膜中的锗微晶生长及其电性能评价”2000年IEICE技术报告13（2000）。

T.Yamada, H.Fukuda and S.Nomura: ""Characterization of Ge Nanocrystals Embedded in SiO_2 Films" (in Japanese)"The Transaction of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers. Vol.CPM2000-86, No.272. 13-18 (2000)

T.Yamada、H.Fukuda 和 S.Nomura：““嵌入 SiO_2 薄膜中的 Ge 纳米晶体的表征”（日文）”电子、信息和通信工程师学会会刊。

Hisashi Fukuda: "Characterization of Ge Nanocrystals Embedded in SiO_2 Films"Meeting Abstracts on the 199^<th> Meeting of the Electrochemical Society,2001,Washington DC. (2001年3月27日発表予定). (2001)

Hisashi Fukuda：“SiO_2 薄膜中嵌入的 Ge 纳米晶体的表征”电化学学会第 199 次会议摘要，2001 年，华盛顿特区（计划于 2001 年 3 月 27 日发表）。

H.Fukuda, S.Sakuma, T.Yamada, S.Nomura, M.Nishino, T.Higuchi and S.Ohshima: "Characterization of Ge Nanocrystals Embedded in SiO_2 Films"25^<th> International Conference on the Physics of Semiconductors (Osaka). 85 (2000)

H.Fukuda、S.Sakuma、T.Yamada、S.Nomura、M.Nishino、T.Higuchi 和 S.Ohshima：“表征嵌入 SiO_2 薄膜中的 Ge 纳米晶体”第 25 届国际半导体物理会议