石橋極微デバイス工学研究室

本研究室では数ナノメートル級のナノ構造を作製する技術を開発し、そこに発現する新しい機能を探索するとともに、それを用いた新しいナノエレクトロニクスを目指します。ナノ構造をうまく用いれば、電子の電荷のみならず、電子スピン、磁束、励起子などの素励起を１個単位で制御することが可能となります。それを利用して、単電子デバイスや量子コンピューティングデバイス、スピントロニクスデバイス、超高感度テラヘルツ検出器などへの応用を目指します。対象とする材料も従来の半導体材料に必ずしもとらわれず、カーボンナノチューブや半導体ナノワイア等の先端リソグラフィー技術では実現が困難なナノ構造を自己組織化的に形成する材料を用い、それらを単体で使ったりハイブリッド化してより高機能性の発現を目指します。同時に、ナノスケールの構造を局所的に計測する技術の開発を行います。これにより、シリコンエレクトロニクスとは相補的な新機能ナノエレクトロニクスの実現が可能であると考えています。

研究テーマ

• 分子レベルナノ構造作製・評価技術の開発
• ナノ構造における新機能の発現と物性の探索
• 新機能ナノデバイスの創成

主要論文

1. Sung-Kwon Shin, Shaoyun Huang, Naoki Fukata, and Koji Ishibashi.:
   "Top-gated Germanium nanowire quantum dots in a few electron regime"
   Appl. Phys. Lett. 100, 073103 (4 pages) (2012)
2. T. Nishio, T. Kozakai, S. Amaha, M. Larsson, H. Nilsson, H. Q. Xu, G. Q. Zhang, K. Tateno, H. Takayanagi and K. Ishibashi.:
   "Supercurrent through InAs nanowires with highly transparent superconducting contacts"
   Nanotechnology, 22, 445701 (5pages) (2011)
3. S. Moriyama, D. Tsuya, E. Watanabe, S. Uji, M. Shimizu, T. Mori, T. Yamaguchi, and K. Ishibashi.:
   "Coupled quantum dots in a graphene-based two-dimensional semimetal"
   Nano Lett. 9, 2891-2896 (2009)
4. Yukio Kawano and Koji Ishibashi.:
   "An on-chip near-field terahertz probe and detector"
   Nature Photonics, 2, 618-621 (2008)
5. SY. Huang, N. Fukata, M. Shimizu, T. Yamaguchi, T. Sekiguchi, and K. Ishibashi.:
   "Classical Coulomb blockade of a silicon nanowire dot"
   Appl. Phys. Lett., 92, 213110 (2008)
6. Y. Kawano, T. Fuse, S. Toyokawa, T. Uchida, K. Ishibashi.:
   "Terahertz photon-assisted tunneling in carbon nanotube quantum dots"
   J. Appl. Phys. 103, 034307 (2008)
   
7. K. Ishibashi, S. Moriyama, D. Tsuya, T. Fuse, M. Suzuki.:
   "Quantum-Dot Nanodevices with Carbon Nanotubes"
   J. Vac. Sci. Technol. A24 (4), 1349-1355 (2006)
   
8. S. Moriyama, T. Fuse, M. Suzuki, Y. Aoyagi, and K. Ishibashi.:
   "Four-electron shell structures and an interacting two-electron system in carbon nanotube quantum dots"
   Physical Review Letters. 94, 186806 (2005)
   
9. K. Ishibashi, D. Tsuya, M. Suzuki, and Y. Aoyagi.:
   "Fabrication of single electron inverter in multiwall carbon nanotubes"
   Applied Physics Letters, 82, 3307 (2003).
   
10. K. Ishibashi, M. Suzuki, T. Ida and Y. Aoyagi.:
    "Formation of coupled quantum dots in single-wall carbon nanotubes"
    Applied Physics Letters, 79, 1864 (2001).