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Random Tunneling Conduction in 2 Dimensional Bio-nano Dot Arrays and Application to Stochastic Resonant Tunneling Devices

二维生物纳米点阵列中的随机隧道传导及其在随机谐振隧道器件中的应用

基本信息

批准号：
18360173
负责人：
FUYUKI Takashi
金额：
$ 10.4万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

项目摘要

本研究では、極薄トンネル酸化膜上に形成されたナノドットとSi基板間の量子トンネル伝導による不規則電子遷移(充・放電)を利用し、ゆらぎや擾乱の中で閾値を制御する「確率共鳴素子」の基本となる量子電子物性を発現させ、次世代素子の要素構造開発を目指した。具体的には、1] ナノドット配列群からの量子トンネル現象による確率的電荷充・放電の制御、2] 完全不規則電子応答現象の誘起、3]不規則時間応答など確率論的に閾値が制御可能な新機能素子への応用、の3課題を遂行した。確立した極薄トンネル酸化膜形成技術を活用し、厚さ1nm 程度の高品質トンネル酸化膜を制御性良く作成できた。その上に、ナノドットアレイを埋め込んだ構造を作成し、その電子物性を評価した。ナノドットと基板間の電子の充・放電現象を走査型プローブトンネル顕微鏡や導電性プローブを用いた原子間力顕微鏡により詳細に解析し、ナノドットからの電荷の充・放電を初めて確認し、さらに、バンドエネルギーラインアップを特定した。配列したナノドット群からの電荷充・放電現象が、マクロに現れる容量変化の過度特性を解析したところ、秒単位以上の長い時定数を持つ過度特性が観測された。単一ドットからの放出はトンネル現象であり、時空間では極短時間(ピコ秒程度)で確率的に放出される。マクロな集団としての放出過程との関連解明を進めている。トランジスタにこの極薄酸化膜構造を組み込むと、信号の立ち上がり時間に対応して閾値が制御できることを初めて実証した。今後、ニューラルネットワークの要素素子としての応用が期待される。

This study utilizes the irregular electron migration (charge and discharge) of quantum tubes between silicon substrates formed on ultra-thin tubes acidified films.し, ゆらぎや disrupted の中で threshold value をcontrol する"accuracy resonance element" のbasic となるquantum electronic physical properties を発appear させ, and the element structure of the next generation element 开発を Eye refers to した. Specific details, 1] Nono Alignment Group Quantum Phenomenon, Accurate Charge and Discharge Control, 2] The completely irregular electron response phenomenon has been induced, the threshold limit of the 3] irregular time response and the accuracy theory have been controlled, and the new functional elements have been applied, and the 3 project has been implemented. Utilizing the established ultra-thin Tetron acid film formation technology, we have produced a high-quality Teton acid film with a thickness of about 1 nm and excellent controllability.その上に, ナノドットアレイをbury め込んだstructure をmade, そのelectronic physical properties をreview価した.ナノドットとElectronic charging and discharging phenomenon between substrates をWalk-through type プローブトンネル镕Micromirror やConductive プローブをUsing いたInteratomic force によりDetailed Analysisし、ナノドットからのchargeのcharge・dischargeをInitialめてConfirm し, さらに, バンドエネルギーラインアップをspecific した. Arrangement of charging and discharging phenomenon of charging and discharging of the charging group, and the process of changing the capacity of the charging and discharging process The degree characteristic is the analysis of the time, and the length of the second unit is the same as the fixed number, and the transition characteristic is the measurement of the time. The phenomenon of single release of single ドットからのはトンネル is a phenomenon, and the release of にされる in a very short time (approximately one second) in space and time. The release process of the Masukura collection is as follows:トランジスタにこのExtremely thin acidified film structureをgroupみ込むと、Signalの立ち上がり时に対応して Threshold がcontrol できることを初めて実证した. From now on, we are looking forward to the future of Nirvana Elements.