強く結合したシリコン量子ドットの作製・評価と光・量子情報デバイスへの応用

强键合硅量子点的制备和评估及其在光学和量子信息器件中的应用

• 批准号: 06F06128
• 负责人: 小田 俊理 (2007-2008)
• 金额: $ 1.66万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06128/
• 关键词: 量子ドット; SiGe; 量子ビット; 量子情報デバイス; 2重結合量子ドット; シミュレーション; CVD; ナノワイヤ; 量子コンピュータ; 先端機能デバイス; ナノ材料; 半導体超微細化

金触媒を核とした、シリコンナノワイヤおよびゲルマニュームナノワイヤの作製を行い、Si/Geダブルヘテロ接合ナノワイヤを形成して、2重結合量子ドットとしての可能性を追求することにより、シリコンベースの量子情報デバイス・ナノフォトニクスデバイスの基盤技術を築くことを目的としている。金粒子を蒸着したSi(100)基板をCVD装置に設置し、300℃でゲルマンガスを導入したところ、Geナノワイヤの成長を観察した。Si(100)基板の表面に酸化膜が付いている場合と水素終端の場合で、ナノワイヤ成長の状態を観察した。水素終端Si基板に金微粒子を形成し、さらにCVD装置に設置直前に希HF処理を行い、金Si合金粒子上に形成した自然酸化膜を除去することにより、方向の揃ったGeナノワイヤが成長することを見いだした。さらに、電子ビーム露光法を用いて金粒子の位置を制御する事により、設計通りの位置にGeナノワイヤを形成できることを実現した。金粒子の大きさを10nm程度にすると、単一のGeナノワイヤを所望の位置に形成できることが明らかになった。これらの技術は、将来のSi/Geダブルヘテロ接合ナノワイヤによる2重結合量子ドットの形成に繋がり、量子情報デバイスの基礎となる成果である。

Gold catalyst core, Si/Ge core The deposition of gold particles on Si(100) substrates was investigated at 300℃. Si(100) substrate surface acidification film in the case of water terminal, the growth state of the observation. The process of forming gold fine particles on silicon substrate is described in detail below. In this paper, the electron exposure method is used to control the position of gold particles, design the position of Ge particles, and realize the formation of Ge particles. The size of the gold particles is about 10nm. This technology is the basis for future Si/Ge junction technology and the formation of quantum information technology.

项目成果

Position-Controllable Ge Nanowires Growth on Patterned Au Catalyst Substrate

• DOI: 10.1143/apex.2.015004
• 发表时间: 2009-01
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Chuanbo Li;K. Usami;G. Yamahata;Y. Tsuchiya;H. Mizuta;S. Oda

The impacts of surface conditions on the vapor-liquid-solid growth of germanium nanowires on Si (100) substrate

• DOI: 10.1063/1.2968201
• 发表时间: 2008-08
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: Chuanbo Li;K. Usami;T. Muraki;H. Mizuta;S. Odal

Size-Dependent Structural Characterization of Silicon Nanowires

硅纳米线尺寸相关的结构表征

• 发表时间: 2008
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 47
• 作者: Saeed Akhtar;S;Oda;et al.
• 通讯作者: et al.

Integration of tunnel-coupled double nanocrystalline silicon quantum dots with a multiple gate single-electron transistor

隧道耦合双纳米晶硅量子点与多栅极单电子晶体管的集成

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 46(印刷中)
• 作者: Y.Kawata;M.Khalafalla;K.Usami;Y.Tsuchiya;H.Mizuta;S.Oda
• 通讯作者: S.Oda

Silicon quantum dots: the future of electronics and photonics?

硅量子点：电子和光子学的未来？

• 发表时间: 2008
• 作者: I.Kimura;S.Takimoto;K.Blanckaert;Y.Shimizu;T.Hosoda;S. Oda
• 通讯作者: S. Oda