Superconductivity based on Si MOS structure

基于Si MOS结构的超导

基本信息

批准号：
22K18294
负责人：
小野行徳
金额：
$ 16.56万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18294/
关键词：
シリコン MOSトランジスタ超伝導平坦バンド

项目摘要

LOCOSプロセスを利用した２次元周期配列構造の形成プロセスの検討を行った。LOCOS形成後のエッチングでエッチング液であるHFの染み込みが大きく、微小なパターンの形成が難しいことが判明した。このため、２段階熱酸化法に手法を変更し、微細パターン形成を再検討した。その結果、問題なく微細構造が形成できることを確認した。２段階熱酸化法により形成された２次元周期凹凸構造を有するMOSトランジスタを作製し、良好なトランジスタ特性が取得できることを確認するとともに、凹凸パターンにより移動度が変化することを見出した。また、Sicon-on-insulator（SOI）基板上に作製した２次元周期穴構造を有するMOSトランジスタを作製し、その移動度の温度依存性を調べた。この結果、低温にて移動度が著しく低下することを見出した。超流動の発現を念頭に、電子・正孔２層系のクーロンドラッグの検討を行った。SOI膜厚の依存性を調べ、通常のフェルミ気体の理論に比して膜厚依存性が弱いことが見いだされた。また、トランジェントなゲート電圧制御による電子・正孔２層系の形成手法に関して検討を行い、電子、正孔密度が制御できること、等を見出した。また、２次元電子系におけるスピン状態を調べるためのEDMR法に関して、その感度向上のための手法を考案し、その基本原理を確認した。さらに、有効質量変化を観測するための磁場印可計測を開始した。通常のMOSトランジスタを用いて、良好なシュブニコフ・ドハース振動が観測可能であることを確認した。

我们研究了使用Locos工艺形成二维周期阵列结构的过程。发现蚀刻溶液HF（即蚀刻溶液）在形成后的蚀刻过程中被大大吸收，并且很难形成一个小图案。因此，该方法更改为两阶段的热氧化方法，并重新审查了精细的图案形成。结果，可以证实可以在没有任何问题的情况下形成精细的结构。制造了由两阶段热氧化方法形成的具有二维周期性不平衡结构的MOS晶体管，并证实可以获得良好的晶体管特征，并且发现由于模式不稳定而导致的迁移率会发生变化。此外，在Sicon-on-nunsulator（SOI）底物上制造了具有二维周期孔结构的MOS晶体管，并检查了其迁移率的温度依赖性。结果，发现在低温下迁移率显着降低。考虑到超流体的发展，我们使用两个电子和孔层研究了库仑药物。研究了SOI膜厚度的依赖性，发现膜的厚度依赖性比通常的费米气体理论弱。此外，研究了一种使用瞬态门电压控制来形成电子和孔两层系统的方法，发现类似物能够控制电子和孔密度。此外，设计了一种改善EDMR方法在二维电子系统中检查旋转状态的敏感性的方法，并确认了基本原理。此外，已经开始进行磁场应用测量值以观察有效的质量变化。使用正常的MOS晶体管，可以观察到良好的Shubnikov-Dhaas振动。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Magnetometry of neurons using a superconducting qubit

使用超导量子位对神经元进行磁力测量

DOI：
10.1038/s42005-023-01133-z
发表时间：
2023
期刊：
Communications Physics
影响因子：
5.5
作者：
Hiraku Toida;Koji Sakai;Tetsuhiko F. Teshima;Masahiro Hori;Kosuke Kakuyanagi;Imran Mahboob;Yukinori Ono & Shiro Saito
通讯作者：
Yukinori Ono & Shiro Saito

MOS界面の単一欠陥チャージポンピングによって可能となった両性準位における電子捕獲素過程の直接観測 (4) -欠陥構造緩和-

通过MOS界面的单缺陷电荷泵浦，可以直接观察两性能级的电子俘获过程(4) -缺陷结构弛豫-

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
土屋敏章;堀匡寛;小野行徳
通讯作者：
小野行徳

MOS界面の単一欠陥チャージポンピングによって可能となった両性準位における電子捕獲素過程の直接観測 (7) - τDに関する考察 -

MOS界面单缺陷电荷泵浦可直接观察两性能级电子俘获过程(7) - τD讨论 -

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
土屋敏章;堀匡寛;小野行徳
通讯作者：
小野行徳

MOS界面の単一欠陥チャージポンピンによって可能となった両性準位における電子捕獲素過程の直接観測 (6) -欠陥構造緩和(Ⅱ)-

通过MOS接口处的单个缺陷电荷泵引脚可以直接观察两性能级的电子捕获过程(6) -缺陷结构弛豫(II)-

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
土屋敏章;堀匡寛;小野行徳
通讯作者：
小野行徳

Control of Electronic Charges and Currents in Nano-scaled Silicon

纳米硅中电子电荷和电流的控制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yan Qingwei;Alam Fakhr E.;Gao Jingyao;Dai Wen;Tan Xue;Lv Le;Wang Junjie;Zhang Huan;Chen Ding;Nishimura Kazuhito;Wang Liping;Yu Jinhong;Lu Jibao;Sun Rong;Xiang Rong;Maruyama Shigeo;Zhang Hang;Wu Sudong;Jiang Nan;Lin Cheng‐Te;Y. Ono
通讯作者：
Y. Ono