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高精度にギャップ長が制御されたナノギャップ電極を用いた分子デバイスの実現

使用高度精确控制间隙长度的纳米间隙电极实现分子器件

基本信息

批准号：
11J08966
负责人：
加納伸也
金额：
$ 1.22万
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：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

平成25年度は、英国ケンブリッジ大学キャベンディッシュ研究所に滞在し、ナノ粒子を用いた量子ビットの作製に資する研究を遂行した。英国ケンブリッジ大学キャベンディッシュ研究所Charles Smith教授は、二重量子ドット内の電荷状態を高周波測定により読み取る手法を有している。そこで、アルカンチオール/アルカンジチオール混合分子膜に保護された金ナノ粒子への電子遷移を高周波測定で読み取ることを試みた。この実験は、現在トップダウン手法で作製されている量子ビットを、金ナノ粒子を使ったボトムアップ手法で構築することをめざしている。まず、ナノ粒子が2つ並んだ2重量子ドット構造を解析するため、マスター方程式を用いた2重量子ドットSETの解析法を構築した。従来のモンテカルロ法による解析と比較して、この方法を用いると、ドレイン電圧とゲート電圧を用いた電荷状態図から、ナノ粒子と電極間の抵抗値や容量値が精密に推測できる可能性があることがわかった。この結果はナノ粒子が量子ビットとして構築できた際の構造解析に利用できる。無電解金メッキ法によりナノギャップ長を高精度に制御したナノギャップ電極に、上記のアルカンチオール/アルカンジチオール混合分子膜に保護された金ナノ粒子を導入し、SETを作製した。作製したSETを測定するために、300mK下での高周波測定に必要なホルダーや基板を準備した。高周波反射信号測定により、基板上に設計したLC回路と素子から構成される回路の共振を低温下で確認するところまで実施した。並行して、この金ナノ粒子を金属電極間の絶縁膜中に埋め込んだ構造において高周波反射信号測定を行い、金ナノ粒子への単電子輸送現象をとらえる実験を共同研究として遂行している。今後は、金ナノ粒子における電子のスピン緩和時間の推定を、高周波測定により行っていくことを予定している。

In 2009, the Institute of Technology, University of British Columbia The stagnation and nanoparticles are produced and carried out using the quantum technology. Charles University Research Institute, University of British Columbia Professor Smith has developed a high-frequency measurement method for the charge state of the two-weighted quantum electron.そこで, アルカンチオール/アルカンジチオール mixed molecular membrane にprotectionれた金おノParticles へのElectronic migration をHigh frequency measurement で読みGet ることをtest みた.この実験は、Now the トップダウン technique is made by されているquantum ビットを、 The golden particles are used to build the structure using the same technique.まず, ナノ particles が2つ and んだ2 baryons ドット structure を analysis するため, マスター equation を use いた2 baryons ドットSET のanalytic method を construction した.従来のモンテカルロ法によるanalytic and comparisonして、この法を用いると、ドレイン电徧とゲート电姧を用いたThe charge state is the resistance value between the particles and the electrodes, the capacity value is precise, and the possibility is speculated.このRESULTS はナノParticle がQUANTUM ビットとして CONSTRUCTION できたJiのSTRUCTURE ANALYSIS に Utilization できる. Electrolytic gold electrolytic method, high-precision electrolytic gold-plated electrodes, and above-mentioned electrodesチオール/アルカンジチオール mixed molecular membrane にprotection された金ナノ particles を introduction し, SET を production した. It is necessary to prepare the substrate for SET measurement and high frequency measurement at 300mK. The high-frequency reflection signal is measured and the LC circuit is designed on the substrate and the element is constructed, and the resonance of the circuit is confirmed at low temperature. Parallel して and この金ナノparticles をThe insulating film between the metal electrodes is buried in the め込んだ structure and the high frequency reflection signal is Determination of を行い, gold おノ particles and への単electron transport phenomenon をとらえる実験を joint research として行している. From now on, the estimation of the relaxation time of gold particles, electronics, and high frequency measurement will be determined.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Discrete Energy Levels in Synthesized Au Nanoparticle by Chemically Assembled Single-Electron Transistors

化学组装单电子晶体管合成金纳米粒子的离散能级

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
S. Kano. K. Maeda;D. Tanaka;T. Teranishi;L. W. Smith;C. G. Smith;Y. Majima
通讯作者：
Y. Majima

ランダムテレグラフシグナルの観察によるボトムァップ単電子トランジスタの単電子検出

通过观察随机电报信号进行自下而上单电子晶体管中的单电子检测

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
加納伸也;前田幸祐;東康男;田中大介;坂本雅典;寺西利治;Luke W. Smith;Charles G. Smith;真島豊
通讯作者：
真島豊

Silicon-Nitride-Passivated Bottom-Up Single-Electron Transistors

氮化硅钝化自下而上单电子晶体管

DOI：
10.7567/jjap.52.110101
发表时间：
2013
期刊：
Japanese Journal of Applied Physics
影响因子：
1.5
作者：
G. Hackenberger;Y. Azuma;S. Kano;D. Tanaka;M. Sakamoto;T. Teranishi;Y. Ohno;K. Maehashi;Y Maiima
通讯作者：
Y Maiima

Room Temperature Solid-State Molecular Devices by Using Porphyrin Derivatives

使用卟啉衍生物的室温固态分子器件

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
D. Hurtado;S. Kano. Y. Azuma;S. Takeshita;Y. Yamada;K. Tanaka;Y. Majima
通讯作者：
Y. Majima

Characterization of thiol-functionalized oligo(phenylene-ethynylene)-protected Au nanoparticles by scanning tunneling microscopy and spectroscopy

DOI：
10.1063/1.4747720
发表时间：
2012-08
期刊：
Applied Physics Letters
影响因子：
4
作者：
Hyunmo Koo;S. Kano;Daisuke Tanaka;M. Sakamoto;T. Teranishi;Gyoujin Cho;Y. Majima
通讯作者：
Hyunmo Koo;S. Kano;Daisuke Tanaka;M. Sakamoto;T. Teranishi;Gyoujin Cho;Y. Majima