UTokyo Research

  • Japanese
  • English
検索閉じる
言語閉じる
  • 日本語
  • 英語
Research News

意外にも大きかった原子の悲鳴

ナノ接合における転位の動的挙動が与える電気特性への影響

タグ

生産技術研究所
2012/11/15

電子機器を構成する配線やトランジスターのデバイスサイズは、ナノテクノロジーによってついに数十ナノメートルにまで到達し、今後もさらなる小型化による性能向上が期待されています

転位の移動に伴い金ナノ接点を流れる電流が振動する様子 © Tadashi Ishida
転位の移動前後に1.2秒程度金ナノ接点を流れる電流が振動した。(a-e)は金ナノ接点内で転位が移動する様子を透過型電子顕微鏡像とイラストを用いて示した。

ところが、デバイスのサイズが小さくなると、デバイスを構成する原子数が少なくなるため、従来では問題にならなかったような原子サイズレベルの乱れが、デバイス全体に非常に大きな影響を及ぼすようになります。デバイスを構成する結晶構造には、しばしば原子配列の部分的な乱れである「転位」と呼ばれる領域があります。熱や力が加えられると、転位付近の原子の結合が切断され、転位の位置がずれていくことが知られています。このような原子活動が電気的な性質に与える影響が、ナノメートルサイズのデバイスでは重要になります。しかし、このような微小領域で生じる現象を調べるのは非常に困難で、これまで、転位の移動とデバイスの電気的な性質との関係は全くわかっていませんでした。

東京大学生産技術研究所の石田忠特任助教らは、原子の結合が切れる際に原子が出す「悲鳴」ともいうべきノイズの検出に成功し、デバイスのサイズが10 nm以下になると、転位一つが動くことによるノイズが電気信号の約10%にも達することを発見しました。

研究グループは、尖った金針同士を押し付けて断面がわずか数十個の原子でできた接合部分を作成し、接点内部の転位移動による電流の振動を検出しました。今回、電子顕微鏡にマイクロマシンを組み合わせた手法の開発によって、転位の移動の観測及びノイズの検出が世界で初めて可能となりました。

今後、このノイズの解決が、さらなる多機能・高性能な電子機器の開発の鍵となるでしょう。

プレスリリース

論文情報

Tadashi Ishida, Kuniyuki Kakushima, Teruyasu Mizoguchi and Hiroyuki Fujita,
“Role of Dislocation Movements in Electrical Conductance of Nanocontacts”,
Scientific Reports 2 623 Online Edition: 2012/9/4 (Japan time), doi: 10.1038/srep00623.
論文へのリンク

リンク

生産技術研究所

藤田研究室

特別推進プロジェクト

前の投稿へ次の投稿へ
Page Top