ナノギャップ電極を用いた分子スイッチ素子の構築

利用纳米间隙电极构建分子开关器件

基本信息

批准号：
20035004
负责人：
真島豊
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

電子素子の微細化限界を超えるBeyond CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)では、CMOSとは異なる原理に基づき、CMOS性能を上回る素子により、集積回路を構築することを目指している。Beyond CMOSに向けた研究は、現状では単素子としての動作実証のレベルの研究が多い。本研究では、Beyond CMOS素子として金属内包フラーレンを用いた分子素子を構築することを目指している。分子素子を用いた集積回路の構築を目指した研究開発は、1. 基本素子動作の安定化、2. 集積化プロセス技術の開発、3. 素子特性のばらつきを含めた信頼性の確保、4. 回設計ツールの整備などいくつものクリアすべきステップが存在する。本研究では、ナノギャップ電極に金属内包フラーレンを導入した分子スイッチ素子において1の分子素子の基本素子動作を実現し、基本素子動作の安定化をはかり、2の集積化に耐えうる分子素子を構築するためのプロセス技術を開発することを目的としている。今年度は、無電解金メッキで5nm程度のギャップを有するナノギャップ電極を無電解メッキの自己停止機能を用いて作製した。数nmの直径を有する金ナノ粒子をナノギャップ電極に埋め込んだ素子において、電流-電圧特性を測定したところ、常温で明瞭なクーロンブロッケード特性が得られた。超高真空STMを用いて同様の金ナノの走査トンネル分光(STS)測定を常温で行うと、図2と同様なクーロンブロッケード特性が明瞭に観察された。さらに、ナノギャップ電極素子におけるクーロンブロッケード特性の理論フィッティンダパラメータは、STSの測定結果より求めたパラメータと同じ値となることを明らかにした。

除了CMO（互补的金属氧化物半导体）之外，它超过了电子设备微型化的限制，旨在使用超过CMOS性能的元素来构建集成电路，该元素基于与CMOS不同的原理。当前，许多对CMO的研究是其作为单个元素的运作的证明水平。这项研究旨在使用金属封装的富勒烯作为CMOS设备构建分子设备。旨在使用分子元素构建综合电路的研发包括需要完成的许多步骤，包括：1。稳定基本设备操作，2。开发集成过程技术，3。确保可靠性，包括设备特性的变化，4。建立设计工具。这项研究旨在开发一种工艺技术，以在分子开关设备中实现1个分子元素的基本元素操作，在该设备中，将金属封装的富勒烯引入了纳米核酸酯电极中，稳定了基本元素的操作，并构建了一个可以承受2的整合的分子元素，该分子元素与Nanogap Electrods的整合相结合。电镀。当在一个元素中测量电流 - 电压特性，其中将直径为几个NM的金纳米颗粒嵌入纳米类电极中时，在室温下获得了清晰的库仑封锁特性。当使用超高真空STM在室温下对金纳米进行类似的扫描隧道光谱法（STS）测量时，与图1中相同的库仑阻断特性。清楚地观察到了2个。此外，据揭示了纳米类电极元件中库仑阻滞性能的理论拟合参数与从STS测量结果获得的理论拟合参数相同。