Scientific research on carbon nanotube-based analog integrated circuits with stretching ability

基于碳纳米管的具有拉伸能力的模拟集成电路的科学研究

基本信息

批准号：
20H00243
负责人：
大野雄高
金额：
$ 28.79万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ウェアラブルセンサデバイス実現のために必須のアナログ集積回路の実現を目指し、CNTアナログ集積回路の設計・プロセスの学理と技術基盤の構築を目的とし研究を推進している。特に、CNT TFTの特性ばらつきを含めた精密デバイスモデルを構築し、CNTアナログ集積回路の設計指針を明らかにし、その可能性を明らかにすること、さらに、ウェアラブルデバイス応用を視野に入れ、新たに局所歪み制御という独自技術を導入することにより、動的な表面にも設置可能な伸縮するCNT集積回路を実現することを目標としている。昨年度までに、センサデバイスで最も重要なアナログ回路であるアナログフロントエンド回路をカーボンナノチューブで初めて実現するなど、本研究課題のおおよその目標を達成している。本年度は、当初計画にないがCMOSに基づく低消費電力アナログ回路の実証に挑戦し、新規のばらつき抑制回路を提案するなどの成果を挙げている。まず、CMOS素子の低消費電力化を目指し、pMOS, nMOSにおける少数キャリア伝導の抑制を目指した。独自の背面露光と斜め蒸着法を組み合わせた自己整合プロセスにより、非対称ゲート構造を形成する技術を考案・実現し、少数キャリア伝導の減少を確認した。作製したCMOSデバイスについてモデリングを行い、CMOSアナログ集積回路の設計基盤を構築した。特に、素子ばらつきの影響を抑制する新たな増幅回路を考案し、その有効性を回路シミュレーションから明らかにするなど、カーボンナノチューブCMOSアナログ回路設計の基盤技術の構築を進めた。

为了实现模拟集成电路，这对于实现可穿戴传感器设备至关重要，该公司正在促进研究，以构建CNT模拟集成电路设计和过程的理论和技术，并建立技术基础。特别是，目的是构建一个精确的设备模型，其中包括CNT TFT特性的变化，阐明CNT模拟集成电路的设计指南并阐明可能性。此外，通过引入一种称为局部失真控制的新专有技术，目的是应用可穿戴设备，目标是实现可拉伸的CNT集成电路，该电路可以安装在动态表面上。到去年，我们已经实现了该研究主题的近似目标，例如我们第一次意识到使用碳纳米管使用碳纳米管的模拟前端电路，这是传感器设备中最重要的模拟电路。今年，我们已经取得了结果，例如试图证明基于CMO的低功率模拟电路，该电路最初不是计划的，并提出了新的变化抑制作用。首先，我们旨在减少CMOS设备的功耗，并抑制PMO和NMO中的少数族裔载体传导。通过组合独特的背面暴露和倾斜蒸发方法来设计和实现一种形成不对称门结构的技术，并确认少数载体传导的减少。对制造的CMOS设备进行了建模，并构建了CMOS模拟集成电路的设计基础。特别是，我们设计了一个新的放大器电路，该电路抑制了设备变化的影响，并阐明了其从电路模拟中阐明的有效性，并开始为碳纳米管CMOS模拟电路设计构建基本技术。

项目成果

期刊论文数量（50）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Low-Voltage Operable, Flexible Analog/Digital Mixed-Signal Integrated Circuits Based on Carbon Nanotubes

基于碳纳米管的低电压可操作、灵活的模拟/数字混合信号集成电路

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nohira Naoki;Hayashi Kenta;Tahara Masaki;Hosoda Hideki;Y. Ohno
通讯作者：
Y. Ohno

Temperature dependence of Raman shift in defective single-walled carbon nanotubes

有缺陷的单壁碳纳米管拉曼位移的温度依赖性

DOI：
10.35848/1882-0786/ac4678
发表时间：
2022
期刊：
Applied Physics Express
影响因子：
2.3
作者：
Endo Masanori;Uchiyama Haruki;Ohno Yutaka;Hirotani Jun
通讯作者：
Hirotani Jun

Stretchable and transparent triboelectric nanogenerators based on carbon nanotubes for self-powered wearable devices

用于自供电可穿戴设备的基于碳纳米管的可拉伸透明摩擦纳米发电机

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Y. Ohno;T. Kashima;and M. Matsunaga
通讯作者：
and M. Matsunaga

各種フルオロスマネンによるカーボンナノチューブへのキャリアドープ効果の評価

不同氟甘露烯对碳纳米管载流子掺杂效果评价

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mohit;Takaaki Miyasako and Eisuke Tokumitsu;Masayuki Fujita;中野拓海，内山晴貴，燒山佑美，櫻井英博，高燕林，丸山実那，岡田晋，片浦弘道，大野雄高
通讯作者：
中野拓海，内山晴貴，燒山佑美，櫻井英博，高燕林，丸山実那，岡田晋，片浦弘道，大野雄高

自己整合プロセスによる非対称ゲート構造カーボンナノチューブ薄膜トランジスタの作製

自对准工艺制备非对称栅极结构碳纳米管薄膜晶体管