Control of 3-dimensional nanostructures and quantum transport in low-dimensional graphite crystals

低维石墨晶体中三维纳米结构和量子输运的控制

• 批准号: 20686008
• 负责人: MORIYAMA Satoshi
• 金额: $ 16.22万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20686008/
• 关键词: グラフェン; ナノ微細加工; 量子ドット; 2重結合量子ドット; 単一電子輸送; 人工分子; カーボンナノチューブ; 電子スピン

We investigated the fabrication of nanostructures and its quantum transport in low-dimensional graphite crystals such as two-dimensional graphene and one-dimensional carbon nanotube structures toward future quantum nanodevices with novel functions. In this research, we established the nanofabrication process to control the structure of low-dimensional graphite crystals, and fabricated a coupled quantum dot device comprising two lateral quantum dots by applying a nanofabrication process to the graphene. Our experimental results indicate that the number of electrons in a quantum dot, the coupling state between the electrons, and other properties can be controlled artificially using external voltages in the fabricated quantum devices. Because this research shows the potential for development of integrated nanodevices using a new carbon material, it is expected to contribute to progress in the development of nano quantum devices.

我们研究了纳米结构的制备及其在低维石墨晶体中的量子输运，如二维石墨烯和一维碳纳米管结构，面向未来具有新功能的量子纳米器件。在本研究中，我们建立了纳米加工工艺来控制低维石墨晶体的结构，并将纳米加工工艺应用于石墨烯，制备了由两个侧向量子点组成的耦合量子点器件。我们的实验结果表明，量子点中的电子数目、电子之间的耦合状态等性质都可以通过在所制作的量子器件中施加外部电压来人工控制。由于这项研究显示了使用新的碳材料开发集成纳米器件的潜力，因此有望为纳米量子器件的发展做出贡献。

项目成果

グラフェンシートへの量子ドットの作製

石墨烯片上量子点的制备

• 发表时间: 2010
• 作者: Takamitsu Otsuka;et al.;森山悟士
• 通讯作者: 森山悟士

A graphene-based double quantum-dot system

基于石墨烯的双量子点系统

• 发表时间: 2009
• 作者: S. Moriyama;D. Tsuya;E. Watanabe;S. Uji
• 通讯作者: S. Uji

"Double quantum-dot devices in triple-layer graphene", MSS-14

“三层石墨烯中的双量子点器件”，MSS-14

• 发表时间: 2009
• 作者: S. Moriyama;D. Tsuya;E. Watanabe;S. Uji;M. Shimizu;T. Mori;T. Yamaguchi;K. Ishibashi
• 通讯作者: K. Ishibashi

Artificial atom and quantum teraherz response in carbon nanotube quantum dots

碳纳米管量子点中的人造原子和量子太赫兹响应

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Phys : Condensed Matter 20
• 作者: K. Ishibashi;S. Moriyama;T. Fuse;Y. Kawano;S. Toyokawa;T. Yamaguchi
• 通讯作者: T. Yamaguchi

Cotunneling transport at singlet-triplet transition in carbon nanotiibe quantum dots

碳纳米管量子点中单线态-三线态转变的共隧道传输

• 发表时间: 2009
• 期刊: ACTA PHYSICA POLONICA 115
• 作者: Hideyoshi Yanagisawa;Tamotsu Murakami;C. Ilnicki
• 通讯作者: C. Ilnicki