| 講演名 | 2012-02-08 SPMスクラッチ加工を用いた金属チャネル狭窄過程におけるコンダクタンスの量子化(機能ナノデバイス及び関連技術) 須田 隆太郎, 大山 隆宏, 白樫 淳一, |
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| 抄録(和) | 我々は,Auチャネルに対して走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用いたスクラッチ加工のその場コンダクタンス測定を実行し,Auチャネルの狭窄過程における量子ポイントコンタクト(QPC)の形成について検討を行った.これまで,本研究では,ダイヤモンドコーティングしたSPM探針を用いたスクラッチ加工によるナノリソグラフィーについて検討してきた。その結果,スクラッチ加工における探針の走査条件を制御することで,Siなどの比較的硬い材料に対する数十nm以下の加工痕の形成を報告してきた.本手法は直接的・物理的なナノスケール切削加工であり,金属チャネルへの適用の際には,チャネルの構造変化に伴う電気的特性の変動をIn-Situでモニターすることで,チャネルの加工状態をリアルタイムに制御することが可能となる.即ち,SPMスクラッチ加工とチャネルのその場コンダクタンス測定を組み合わせることで,加工時における素子の特性をリアルタイムに取得し,チャネル狭窄過程でのQPC形成によるコンダクタンスの量子化現象が観測できると期待される.今回は,大気中室温下においてAuチャネルに対してSPMスクラッチ加工を実行し,加工中のチャネルのコンダクタンスをその場で測定することでチャネル狭窄過程における素子の電気伝導特性の変化や,形成されたQPCの安定性について検討した. |
| 抄録(英) | Quantum point contacts(QPCs) are formed by mechanically scratching Au channels with a scanning Probe microscope (SPM) in ambient condition. A variation of electrical properties of the Au channels was caused by a direct modification of the channels using SPM scratching and were in-situ controlled by measuring the conductance across the scratched regime. Such measurement provides a more accurate method of controlling device properties than by controlling geometry alone. The initial Au channels with width of a few micrometers were fabricated by conventional electron-beam lithography and lift-off process. Scratch experiments were carried out using a diamond-coated tip in ambient air. Then, the SPM scratching was performed across the Au channels. The electrical properties of the Au channels were measured in-situ during the SPM scratching. The conductance of the Au channel was slowly decreased with the increase of process time as the channel was constricted by the scratching. The conductance changed in quantized steps of the conductance quantum,G_0=2e^2/h at final stage of the SPM scratching. This result suggests that atomic-size contact is formed by SPM scratching. Furthermore, the conductance varies stepwise with time and exhibits clear plateaus by tuning the scan speed of the SPM tip. These results imply that SPM scratch nanolithography is promising for the fabrication of nanoscale devices consisting of QPCs. |
| キーワード(和) | 走査型プローブ顕微鏡 / スクラッチ加工 / In-Situ測定 / 量子ポイントコンタクト / コンダクタンス量子化 |
| キーワード(英) | scanning probe microscopy / scratch / in-situ measurement / quantum point contact / conductance quantization |
| 資料番号 | ED2011-150,SDM2011-167 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM |
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| 開催期間 | 2012/1/31(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Silicon Device and Materials (SDM) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | SPMスクラッチ加工を用いた金属チャネル狭窄過程におけるコンダクタンスの量子化(機能ナノデバイス及び関連技術) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Observation of Conductance Quantization during SPM Scratching |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 走査型プローブ顕微鏡 / scanning probe microscopy |
| キーワード(2)（和/英） | スクラッチ加工 / scratch |
| キーワード(3)（和/英） | In-Situ測定 / in-situ measurement |
| キーワード(4)（和/英） | 量子ポイントコンタクト / quantum point contact |
| キーワード(5)（和/英） | コンダクタンス量子化 / conductance quantization |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 須田 隆太郎 / Ryutaro SUDA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 国立大学法人東京農工大学大学院工学研究院 Department of Electrical and Electronic Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 大山 隆宏 / Takahiro OHYAMA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 国立大学法人東京農工大学大学院工学研究院 Department of Electrical and Electronic Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 白樫 淳一 / Jun-ichi SHIRAKASHI |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 国立大学法人東京農工大学大学院工学研究院 Department of Electrical and Electronic Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology |
| 発表年月日 | 2012-02-08 |
| 資料番号 | ED2011-150,SDM2011-167 |
| 巻番号（vol） | vol.111 |
| 号番号（no） | 426 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
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