非弾性トンネル分光法によるナノシリコンのフォノン特性解析

使用非弹性隧道光谱对纳米硅进行声子表征

• 批准号: 22656073
• 负责人: 内田 建
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22656073/
• 关键词: フォノン; トンネル分光; ナノ構造; シリコン

ナノ構造半導体中では,ナノサイズへの閉じ込め効果によって,電子だけでなく,フォノンも特性が大きく変調される可能性がある。これまで,フォノンへの閉じ込め効果は理論的には指摘されているものの,実験的には殆ど調べられていなかった。本研究課題では,ナノ半導体中におけるフォノンのエネルギー,特に電子と強く相互作用するフォノンのエネルギーが,ナノ半導体のサイズ縮小で受ける影響を明らかにすることを目的とする。具体的には,独自の極薄膜シリコンMOS構造を作製し,ナノ薄膜シリコンへ電子をトンネル注入し,そのトンネル電流の2次微分特性を解析することにより,電子-格子相互作用に関与するフォノンのエネルギーを調べる。本年度は,トンネル酸化膜を有するMOS容量の作製と非弾性トンネル分光法の測定系立ち上げを行った。トンネル電流を観測するためには,低抵抗のシリコン基板上に厚さ2nm程度のシリコン酸化膜を形成する必要がある。ところが,低抵抗シリコン基板の酸化速度は,一般的なシリコン基板の酸化速度に比べて圧倒的に速く,通常の酸化条件で酸化を行うと,瞬時に5nm程度のシリコン酸化膜が形成されてしまうという問題があった。今回,酸化温度を700℃程度まで下げ,酸化膜形成後のアニール処理などを実施することで,厚さ2nm程度のトンネル酸化膜を形成することに成功した。また,ロックインアンプやナノボルトメータを活用することで,低ノイズのコンダクタンスを微小電圧領域で取得する測定系を構築することに成功した。これらの基礎技術の構築により,次年度以降でナノ構造シリコンにおけるフォノン特性解析を実施する道筋をつけることができた。

In the case of semiconductor structures, it is possible to change the electronic properties of the semiconductor structures. This is the first time I've ever seen a woman who's been in love with a woman. The purpose of this research project is to clarify the impact of the electronic components in semiconductors, especially the electronic components that interact with strong electrons, on the reduction of the size of semiconductor devices. Specifically, the thin film MOS structure is fabricated independently, and the electron injection is performed through the thin film. The second order differential characteristics of the electron current are analyzed. The electron-lattice interaction is related to the electron injection. This year, the MOS capacity measurement system of the organic acid film has been established. For the purpose of current measurement, it is necessary to form a thin film with a thickness of about 2 nm on the substrate with low resistance. The acidification rate of low resistance substrate is higher than that of high pressure substrate. The acidification rate of low resistance substrate is higher than that of high resistance substrate. The acidification film is formed in the order of 5nm. At present, the acidizing temperature is lower than 700℃, and the treatment after the acidizing film is formed is successful. The acidizing film is formed with a thickness of 2 nm. The measurement system was successfully constructed by using the low voltage sensor. The basic technology of the construction, the next year to reduce the structure of the system, the analysis of the characteristics of the implementation of the road reinforcement