【IT】単電子トランジスタ集積回路の室温動作に成功

IEDM 2004 - 単電子トランジスタ集積回路の室温動作に成功

　東京大学生産技術研究所の平本俊郎教授らのグループは、単電子トランジスタを組み合
わせた集積回路を作成し、これの室温動作に成功したと発表した。米サンフランシスコで
開催中のIEDM(International Electron Devices Meeting) 2004で発表された。

　単電子トランジスタは、ソースおよびドレイン電極間をトンネル接合により結びつけた
素子で、電子1個の単位でチャネル電流が流れる。量子力学的なトンネル効果により、チャ
ネルの中間にある微細なクーロン島を経由して、電子がソースドレイン間を移動する仕組
みとなっており、ゲートがスレッショルド電圧を超えると、ソースドレイン間に電流が流
れ始める。古典的なトランジスタとの違いは、スレッショルド電圧を超えると電流が流れ
続けるのではなく、ゲート電圧を大きくしていくにつれて、クーロンブロッケード振動と
よばれる、クーロン島を経由するトンネル接合構造に由来するソースドレイン電流の振動
が見られることが特徴となっている。

　今回の発表によると、作成された単電子トランジスタは、SOIウエハの上に厚さ5nmのト
ンネル酸化膜を形成し、ソースとドレイン電極の間には太さ3nm以下の極細のチャネルを形
成する。ここには単ホールトランジスタとしての微細な量子ドットが形成される。その上
にLP-CVD法によって大きさ6nm程度のSiナノクリスタル量子ドット層を形成し、その上に
65nmの厚さのコントロール酸化膜を形成、その上にポリシリコンのゲート電極が形成され
る。トンネル酸化膜の上に形成したナノクリスタルとコントロール酸化膜は、いわばフ
ローティングゲートとしてトランジスタの閾値制御のために使われる。

　作成された単電子トランジスタは、室温にて、山-谷電流比(Peak-to-valley current
ratio:PVCR)1280を観測、これは従来比13倍の値となっており、今までに前例のない高い値
だという。（中略、回路の詳細、アナログパターンマッチングの動作検証など）

　単電子トランジスタは、製造プロセスが微細化を極めていく先において、最も省電力な
トランジスタの姿と言われている。今回、室温での集積回路の動作が初めて示された。し
かし、現在動作している古典的なトランジスタと組み合わせた実用的な集積回路の設計
や、品質の安定した製造方法の確立など、まだまだ課題は多いようだ。

記事全文はこちらです。
Mainichi Communications PCWeb　2004/12/14　−　古林高
http://pcweb.mycom.co.jp/articles/2004/12/14/iedm2/

8.1 Room-Temperature Demonstration of Integrated Silicon Single-Electron
Transistor Circuits for Current Switching and Analog Pattern Matching
M. Saitoh, H. Harata, and T. Hiramoto, University of Tokyo, Tokyo, Japan
http://www.his.com/~iedm/techprogram/sessions/s8.html

ラジオの製作が２ゲット

じゃ、ラジオライフが３ゲット

だったらベーマガは４さま。

どういうこと？

単電子トランジスターは電子一個単位で制御可能なトランジスター
普通は数十万個単位ぐらいだったと
技術的に難しい事が現実に近づいてる

こっちのスレの
【IT】単電子トランジスタのクーロンブロッケード現象を利用したアナログパターンマッチング
http://news16.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1104943487/

このインタビューの冒頭を見た方がよさそう
【インタビュー】「連想プロセッサ」の開発 - 賢いコンピュータを目指して
http://pcweb.mycom.co.jp/articles/2005/01/01/brainlsi/

昔の１石ラジオの事かな？

とにかくトランジスタが小さく出来てイイって事なんだろうか？

文系にゃキツイ話題だな、ゲートだのドレインだのソースだの・・・。
まるでわからんがFETじゃなくてトランジスタなのか？

ヽ( ･∀･)ﾉクーロン島！

九龍城は知ってるが、クーロン島は知らん。

すごいな。大学で実験してたときは冷却必須だったからなあ。

つーか、
>>7
GJ!!

単電子と言うことはCCDと組み合わせれば
すごく暗いところでも撮影できるってこと？

クーロン鳥って、クローン鳥と、どこがちがうの

乾電池で１年動く手のひらサイズのすぱーこん

>>1
この記事、いったい何語だよ　orz
ﾁﾝﾌﾟﾝｶﾝﾌﾟﾝにもほどがある

科学の進歩を見てたらこの世に不可能なんてないような気がしてくるな

古林高も全然、理解していないとおもう

単電子トランジスタが実用化されたら、
パソコンにどんなに素子を詰め込んでも熱くなりません。
どんだけ仕事させても、速度落ちません。
消費電力が少ないので、電池が延々もちます。
今のコンピューターの熱対策がどれだけ大変かを考えたら、
単電子トランジスタはすごいこってす。
しかしそれにしたっても、電子一個って…
電子なんて見たことある人誰もいないというのに。

http://www.asahi.com/science/update/0106/001.html
消費電力は半導体の１００万分の１　ナノスイッチ開発
これとはまた別の奴？

平本教授は韓国人<丶｀∀´>ﾆﾀﾞ

>>22
記事を読んだけど、これって携帯電話にしか使わないつもりなのかな。
それとも、今の半導体技術をごっそり置き換えるくらい革新的な技術？


「製造が簡単で実用化しやすい。」と書いてあるから、かなり期待
するんだけど。

>24
ＡＮＤゲートができたみたいなのでごっそり置き換える革新的な技術の模様です

>>25
<丶｀∀´>ﾁｺﾞｲﾆﾀﾞ!

>>25
NANDじゃなくてANDでもごっそりいけるかね

>27
後で元ネタの記事をよく読んだらＡＮＤ，ＯＲ、ＮＯＴができたと書いてあって
鍵になる部分は硫化銀ぽいのでプラチナじゃなくてもＣＮＴで置き換えが聞きそうです。

おれはサントリーのがすきです。

>>1
日本語で説明してくれ

＞チャネルの中間にある微細なクーロン島を経由して

簡単に説明しておく。
http://www.minnaga.com/hujitatosen/ikuron.htm

高度なHEMTみたいなものか？

単電子だと、隣や周りのトランジスタとは干渉せんのかのう。

単電子でドレインできるの？

　　　　 ┃┃←ゲート
　　　　 ┗┛
━━┓┏┓┏━━
━━┛┗┛┗━━
ソース　↑　　ドレイン
　　　クーロン島
　　　　　　　　　　├┤5nm

電子の
エネルギー
[eV]
　↑　　　　├┤5nm
　 |　 　 ┌┐┌┐
　 |　 　 ││││
　 |　 　 ││││
　 |──┘└┘└──
　　ソース　↑　　ドレイン
　　　　　クーロン島

>>35-36
GJ!

分かりやすい!!

頭いいな。
静電気とは違うん？

静電エネルギーが重要な役目を果たすけど
静電気とはちゃう

電波ノイズで無茶苦茶誤動作しそうなトランジスタですね