Study of miniaturized structure devices by single atoms and molecules manipulation

单原子、分子操控的微型化结构器件研究

基本信息

批准号：
18J14221
负责人：
手面学
金额：
$ 0.96万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

シリコンデバイステクノロジーの限界を打ち破り、新機能性極限デバイス開発を目指す。この分野の大きな問題点は、材料を調べる手法が限定的だったこと、およびデバイスの主構成分子が限られていたことである。これに対し、平成30年度は以下の問題に取り組んだ。(1) 観察条件の拡張：これまで開発してきた「その場電子顕微鏡法」をさらに改善し、新しい機能を加え、実用時の環境や特殊な環境を再現し、極限デバイスの構造と諸特性を研究する基礎を築いた。具体的には、常温だけであった観察温度を選択的に制御する電子顕微鏡内加熱機能を開発した。この手法を用いて、1350 Kの高温環境下で幅が数ナノメートルの金属配線が変形、破壊する過程を原子レベルで観察した。1350 Kの高温環境下では、室温のときとは異なり金属配線のネック部分が自己修復した。これらの成果を国際学会（MRS Fall Meeting & Exhibit-2018等）で報告した。(2) 単一ナノカーボン（カーボンナノカプセル）分子デバイス研究の拡張：これまで研究してきた単一カーボンナノカプセル分子デバイスでは、デバイス設計の基礎となる界面構造と界面接触抵抗率の関係がわかっていなかった。平成30年度は、それらの関係を実験および理論計算を用いて調べた。金属とカーボン層界面の構造が変化すると界面接触抵抗率が変化した。この数～数十平方ナノメートルサイズの界面の接触抵抗率は、平方マイクロメートルサイズ以上の界面のそれと比べ、1/10000程度であった。さらに、界面のナノサイズ化による接触抵抗率の減少は、マイクロサイズ以上のときとは異なるナノサイズ界面固有の電気伝導機構によって発現することが明らかになった。これらの成果を国際学会（MRS Fall Meeting & Exhibit-2018等）で報告した。

该公司旨在打破硅设备技术的限制并开发新的功能极端设备。该领域的一个主要问题是检查材料和设备的主要组件有限的方法。作为回应，我们在2018年解决了以下问题：（1）观察条件的扩展：到目前为止已经开发的“原位电子显微镜”已经进一步改进，添加了新功能，并且基础已通过重现极端设备的实践和特殊环境来研究结构和各种特性。具体而言，我们已经在电子显微镜中开发了内部加热功能，该功能选择性地控制观测温度，仅在室温下。使用这种技术，我们在原子水平上观察到在1350 K的高温环境下，在高温环境下，在1350 K的高温环境下，变形和破坏金属接线的过程，与在室温的高温环境下，金属布线本身的颈部自修复。这些结果在国际科学学会（秋季夫人会议和展览会等）上进行了报道。（2）扩展单纳米碳（碳纳米胶囊）分子设备：在我们迄今为止研究的单个碳纳米胶囊分子器件中，界面结构与界面接触电阻率之间的关系，这是设备设计的基础，这是尚不清楚的。在2018年，使用实验和理论计算研究了这些关系。当更改金属和碳层界面的结构时，界面接触电阻率更改。与平方微米或更大的接口相比，该数字的接口电阻率约为几十平方纳米。此外，已经揭示了由于界面纳米化引起的接触电阻率的下降由纳米化界面所特有的电导传导机理表现出来，这与微层化的界面的不同之处。这些结果在国际科学学会（秋季夫人会议和展览会等）上进行了报道。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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0
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通讯作者：

Structure and Electrical Properties of Interfaces between a Carbon Nanocapsule and Metal Electrodes Studied by In Situ Transmission Electron Microscopy

原位透射电子显微镜研究碳纳米胶囊与金属电极界面的结构和电学性质

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shogo Kikuchi;Manabu Tezura*;Masao Kimura;Norio Yamaguchi;Satoshi Kitaoka;and Tokushi Kizuka;Manabu Tezura* and Tokushi Kizuka
通讯作者：
Manabu Tezura* and Tokushi Kizuka

evelopment of High-Temperature Deformation In Situ Transmission Electron Microscopy

高温变形原位透射电子显微镜的研究进展