Nanoscale Germanium Electronics

纳米级锗电子

基本信息

批准号：
EP/I02865X/1
负责人：
Neil Curson
金额：
$ 12.98万
依托单位：
University College London
依托单位国家：
英国
项目类别：
Research Grant
财政年份：
2011
资助国家：
英国
起止时间：
2011 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://gtr.ukri.org/projects?ref=EP%2FI02865X%2F1
关键词：
Nanoscale Germanium Electronics

项目摘要

This proposal is a feasibility study to determine the practicality of fabricating nanoscale electronic devices in germanium, of dimensions ranging from tens of nanometres to the atomic scale. The multi-billion pound semiconductor industry is based on integrated circuits (ICs) fabricated on silicon wafers and has been for the last forty years, with components being made smaller by a factor of two every eighteen months (Moore's Law). However, in recent years, the small size of circuit components has introduced a number of troublesome device performance issues due to quantum effects, such as tunnelling, and the incorporation of germanium into device components is seen as a potential solution. One positive aspect of the above mentioned quantum effects, seen in devices approaching nanoscale dimensions, is that new device paradigms which explicitly exploit quantum mechanics are being explored for future generations of ICs and for quantum information processing (QIP) applications. For example there are interesting proposals to make quantum computers from impurities in germanium or from dopants in strained Si-Ge heterostructures. Thus it has become crucial to understand the electrical transport through nanoscale germanium devices and the quantum properties of single and interacting dopants in germanium. In order to provide a clear pathway towards the fabrication of germanium nanoscale dopant devices, techniques will be developed to (i) place dopant atoms at controlled positions in a germanium crystal, with atomic precision, in order to learn about their fundamental properties and (ii) fabricate and electrically characterise buried 1-atom thick dopant layers (delta-doped layers) in germanium. The techniques will utilise a scanning tunnelling microscope (STM), which can image and manipulate matter atom-by-atom, to pattern a single atom thick resist layer made from hydrogen atoms, with a precursor gas supplying the dopants. The same STM will then be used to characterise the fabricated structures.

该提案是一项可行性研究，旨在确定用锗制造尺寸从数十纳米到原子尺度的纳米级电子器件的实用性。价值数十亿英镑的半导体行业以硅晶圆上制造的集成电路 (IC) 为基础，过去四十年来一直如此，每十八个月组件的尺寸就会缩小两倍（摩尔定律）。然而，近年来，由于量子效应（例如隧道效应），电路元件的小尺寸引入了许多棘手的器件性能问题，而将锗掺入器件元件中被视为一种潜在的解决方案。在接近纳米级尺寸的设备中看到的上述量子效应的一个积极方面是，正在为未来几代 IC 和量子信息处理 (QIP) 应用探索明确利用量子力学的新设备范例。例如，有人提出用锗中的杂质或应变硅-锗异质结构中的掺杂剂制造量子计算机。因此，了解纳米级锗器件的电传输以及锗中单一掺杂剂和相互作用掺杂剂的量子特性变得至关重要。为了提供制造锗纳米级掺杂剂器件的清晰途径，将开发技术来（i）以原子精度将掺杂剂原子放置在锗晶体中的受控位置，以了解其基本特性和（ii））制造锗中埋入 1 原子厚的掺杂层（δ 掺杂层）并对其进行电气特性分析。该技术将利用扫描隧道显微镜（STM），它可以逐个原子地成像和操纵物质，以形成由氢原子制成的单原子厚抗蚀剂层，并使用提供掺杂剂的前体气体。然后，相同的 STM 将用于表征制造的结构。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Interface and nanostructure evolution of cobalt germanides on Ge(001)

DOI：
10.1063/1.4865955
发表时间：
2014-02
期刊：
Journal of Applied Physics
影响因子：
3.2
作者：
T. Grzela;W. Koczorowski;G. Capellini;R. Czajka;M. Radny;N. Curson;S. R. Schofield;M. Schubert;T. Schroeder
通讯作者：
T. Grzela;W. Koczorowski;G. Capellini;R. Czajka;M. Radny;N. Curson;S. R. Schofield;M. Schubert;T. Schroeder

Initial growth of Ba on Ge ( 001 ) : An STM and DFT study

Ba on Ge ( 001 ) 的初始生长：STM 和 DFT 研究

DOI：
10.1103/physrevb.91.235319
发表时间：
2015
期刊：
Physical Review B
影响因子：
3.7
作者：
Koczorowski W
通讯作者：
Koczorowski W

Higher order reconstructions of the Ge(001) surface induced by a Ba layer

DOI：
10.1016/j.apsusc.2017.11.058
发表时间：
2018-03
期刊：
Applied Surface Science
影响因子：
6.7
作者：
W. Koczorowski;T. Grzela;A. Puchalska;M. Radny;L. Jurczyszyn;S. R. Schofield;R. Czajka;N. Curson
通讯作者：
W. Koczorowski;T. Grzela;A. Puchalska;M. Radny;L. Jurczyszyn;S. R. Schofield;R. Czajka;N. Curson

Ba termination of Ge(001) studied with STM.

使用 STM 研究 Ge(001) 的 Ba 终止。