【公開日：2025.04.16】【最終更新日：2025.01.27】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23UT1069
利用課題名 / Title
有機接合による層状半導体の状態変化とナノデバイス特性開拓
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
トポロジカル量子物質/ Topological quantum matter,電子線リソグラフィ/ EB lithography,量子コンピューター/ Quantum computer
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
桐谷 乃輔
所属名 / Affiliation
東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
松山圭吾
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
トポロジカル物質を利用したノイズに強靭な量子コンピュータが注目されている。ただし、トポロジカル物質は発現が難しく、また、如何に回路に落とし込むのかを解決するための方法論の開拓が必要である。本研究では、従来とは異なる視点として「化学」を電子工学へと導入した研究を進めている。具体的には、二次元半導体に電子活性な分子を接合させることでトポロジカル絶縁体の発現を検証している。今年度は、特に電界効果型デバイスの作製および測定を実施した。得られた結果について論文を執筆中であり、公開猶予を申請させて頂いた。【公開猶予理由】論文投稿予定のため。
実験 / Experimental
原子層半導体をチャネルとしたトランジスタを作製した。デバイス作製の一部（レジスト塗布、描画、現像）は東京大学ARIM微細加工部門武田先端知ビルで電子線描画装置F7000Sを使用し、レジストにはZEP520を採用した。図1に位置合わせ用に形成した金属マークの光顕写真を示す。測定時には、作製デバイスに対してレドックス活性分子を処理した。デバイスに対して分子処理を施した。
結果と考察 / Results and Discussion
作製した半導体トランジスタの伝達特性を解析した。分子処理前は、ゲート電圧に依存したスイッチング挙動が確認され、従来まで報告されているn型半導体挙動を示した。処理後は、ゲート電圧に依存しない電流挙動が確認され、デバイスは室温において金属的な伝導挙動を示した。本結果と過去の光学特性との結果より、半導体相からトポロジカル絶縁体相へと構造変化を示していることが示唆された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 原子層半導体の場所を特定するために作製した基板上の位置合わせ用の金属マークの顕微鏡写真。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件