(NIMS)らの研究グループは、分子を量子ドットとして用いた縦型共鳴トンネルトランジスターを作製し、その動作を実証することに成功した。知京豊裕副拠点長らによる研究グループは2017年8月1日、分子を量子ドットとしてシリコンデバイスに集積した縦型共鳴トンネルトランジスタを作製し、その動作を実証することに成功したと発表した。単一分子を電子回路に用いる分子デバイスは、ポストシリコンデバイスとして40年以上も前に提唱された。ところが、いまだに分子デバイスを集積する技術は確立されておらず、実用化に至っていないという。NIMSの研究グループはこれまで、絶縁体の間に分子を壊すことなく集積できる技術を確立し、分子を量子ドットとして、絶縁体間に共鳴トンネル電流が流れることを確認している。分子のエネルギー準位が分子設計や外場によって制御できる利点を生かして、共鳴トンネル電流の多値制御が可能なことも、試作した2端子構造のデバイスで実証してきた。今回はこれまでの研究成果をさらに発展させた。分子を内包したトンネル2重接合をチャネル層に用いた縦型共鳴トンネルトランジスタを新たに提案、その動作を実証した。C60を用いた分子は、それぞれ分散した状態で絶縁膜の酸化アルミニウム(Al2O3)とシリコン酸化膜(SiO2)の間に埋め込んだ。この構造にすることで、分子は絶縁層で保護され、既存のリソグラフィー技術を適用することが可能となった。トンネル2重接合は、リソグラフィー技術で線幅50nmに加工した。これによって、側面からゲート電圧を効率よく印加することができるという。その後、ゲート絶縁膜とゲート電極を形成して、縦型トランジスタを作製した。出典:NIMS今回開発した縦型共鳴トンネルトランジスタは、素子の高集積化と電子の量子トンネル効果を利用したドレイン電流制御が可能となる。共鳴トンネル電流を誘起できれば、分子設計によって多値論理回路を形成することも可能だという。研究グループは、作製したトランジスターについて、20Kの温度環境におけるドレイン電流−ドレイン電圧特性を測定した。この結果から、ゲート電圧を印加するとドレイン電流が変調され、分子トランジスタとして機能していることが分かった。ドレイン電流のオン/オフ比は104となり、これまで報告されている単分子トランジスタなどに比べて、1桁以上も高い値となった。出典:NIMS特に、ドレイン電流−ドレイン電圧特性において、シリコン基板の電導性(p型、n型)を変えると、C60分子の占有軌道と非占有軌道に起因する階段状のステップが観測された。p型シリコン基板を用いた試料は、負のドレイン電圧領域でHOMO、HOMO-1、HOMO-2、HOMO-3に起因するステップが観測された。n型シリコン基板を用いた試料は、正のドレイン電圧領域においてLUMO、LUMO+1、LUMO+2に帰属されるステップを観測した。このことは、シリコン基板から分子へ、正孔あるいは電子が共鳴トンネリングによって輸送されていることを示している。HOMO-LUMO間のエネルギーギャップは1.6eVと見積もられ、単一C60分子のものと極めて近いという。研究グループは、分子のエネルギー準位に対応するステップ電位位置とゲート電圧との関係についても詳細に検討した。この結果、シリコン基板内に形成される空乏層によって、ドレイン電流が効率よく変調されていることが分かった。(NIMS)がリチウム空気電池の電解液を新開発し、77%のエネルギー効率と50回以上の放電サイクル寿命を達成した。(NIMS)は2016年7月7日、有毒ガスにさらされると導電性が大きく上昇するセンサー材料を開発したと発表した。NFC(近距離無線通信)タグの電子回路内に同センサー材料を組み込むと、スマートフォンで10ppmの有毒ガスを5秒で検知できるという。(NIMS)は、蓄電容量が極めて高いリチウム空気電池を開発した。従来のリチウムイオン電池(Li電池)に比べて15倍に相当する高さで、EV(電気自動車)の走行距離をガソリン車並みに延ばすことも可能となる。(NIMS)などの研究チームは、原子層超伝導の磁性分子による精密制御に成功した。そのメカニズムも明らかとなった。(NIMS)の柴弘太研究員らは、酒のニオイ成分からアルコール度数を推定することに成功した。感度が高い膜型表面応力センサー素子(MSS)と機能性感応材料および、機械学習を組み合わせることで実現した。(NIMS)とシャープの研究チームは、色域を拡大する緑色蛍光体を開発した。この蛍光体を用いて白色LEDを試作したところ、8K放送に対応できる色再現域を達成できることが分かった。転職で「嫁ブロック」発動。LLC.ITmediaはアイティメディア株式会社の登録商標です。