| 講演名 | 2014-02-28 FPGAを用いた超高速フィードバック制御型エレクトロマイグレーション(機能ナノデバイス及び関連技術) 金丸 祐真, 安藤 昌澄, 齋藤 孝成, 白樫 淳一, |
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| 抄録(和) | エレクトロマイグレーション(EM)を利用したナノギャップ電極の作製手法として,フィードバック制御型エレクトロマイグレーション(FCE)法が知られている.本手法は,金属細線におけるEMの発現強度をフィードバック制御により調整することで,ギャップ構造を作製する手法である.我々は,これまでGPIBと汎用OSを用いたソフトフェア制御によりFCEを実行してきた.しかし,従来のシステムでは,FCEプロセス完了までに10^<2-3>秒ほどの長時間を要するため,ナノギャップ作製における時間効率に課題があった.そこで今回,プログラマブル・デバイスであるFPGA(field programmable gate array)を用いた超高速計測制御システムの構築を行った.また,構築した計測制御システムをAuチャネルに適用し,高速なナノギャップ構造形成技法について検討した. |
| 抄録(英) | Electromigration method for the fabrication of nanogaps is specifically simple as compared with other methods because it is achieved by only passing a current through a metal nanowire. However, typical electromigration procedure induces an abrupt break that yields a nanogap with high tunnel resistance. Hence, various approaches have been reported to address this problem, and feedback-controlled electromigration (FCE) scheme has been successfully employed to make nanogaps safely and reliably. On the other hand, the formation of nanogaps by FCE method using processor-based control system is generally slow process. In this study, we designed a fully customized hardware system using field programmable gate array (FPGA). An FPGA is a device that contains a matrix of reconfiguration gate array logic circuitry. Furthermore, we applied this system to Au μm-wires. When an FPGA is configured, the internal circuitry is connected in a way that creates a hardware implemention of FCE process. Unlike processors, FPGAs use dedicated hardwares for processing logic. Therefore, FPGA-based control systems can perform deterministic closed loop control at extremely fast loop rates. In this report, FCE procedure was applied to the Au μm-wires at room temperature using FPGA-based control system. Consequently, conductance G was precisely controlled from 10mS to less than 1mS for within 1 sec, which is 10^<2-3> times shorter than that of FCE process using processor-based control system. The results imply that FCE procedure using FPGA-based control system can precisely tune the channel resistance of metal nanowires. |
| キーワード(和) | エレクトロマイグレーション / ナノギャップ / Field Programmable Gate Array |
| キーワード(英) | electromigration / nanogap / field programmable gate array |
| 資料番号 | ED2013-147,SDM2013-162 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | ED |
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| 開催期間 | 2014/2/20(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） | |
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| 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 | Electron Devices (ED) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | FPGAを用いた超高速フィードバック制御型エレクトロマイグレーション(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） | Investigation of Feedback-Controlled Electromigration Using FPGA System |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | エレクトロマイグレーション / electromigration |
| キーワード(2)（和/英） | ナノギャップ / nanogap |
| キーワード(3)（和/英） | Field Programmable Gate Array / field programmable gate array |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 金丸 祐真 / Yuma KANAMARU |
| 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） | 安藤 昌澄 / Masazumi ANDO |
| 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） | 齋藤 孝成 / Takanari SAITO |
| 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 |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 白樫 淳一 / Jun-ichi SHIRAKASHI |
| 第 4 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 | 2014-02-28 |
| 資料番号 | ED2013-147,SDM2013-162 |
| 巻番号（vol） | vol.113 |
| 号番号（no） | 449 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 5 |
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