微小トンネル接合列の離散的な電荷特性を利用した単一電子シュミットトリガの設計

滝口 将志  水柿 義直  

誌名
電子情報通信学会論文誌 C   Vol.J97-C   No.3   pp.112-117
公開日: 2014/02/13
Online ISSN: 1881-0217
Print ISSN: 1345-2827
論文種別: 論文
専門分野: 半導体材料・デバイス
キーワード: 
単一電子トランジスタ,  単一電子トラップ,  クーロンブロッケイド,  

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あらまし: 
我々は微小トンネル接合列の離散的な電荷特性を利用し,シュミットトリガ動作する単一電子デバイスを提案する.このデバイスは,単一電子トラップと単一電子トランジスタから構成される.入力は単一電子トラップへの入力電圧,出力は単一電子トランジスタを流れるトンネル電流とし,ヒステリシスを伴う単一電子トラップの電荷特性を利用してシュミットトリガ動作を実現する.本研究では,デバイス内の静電容量の設計に関して二つの工夫を施す.第一に単一電子トラップと単一電子トランジスタの結合部にキャパシタを追加させることで,単一電子トランジスタの出力電流が入力信号に対して急しゅんな応答となり,かつヒステリシスがバイアス電圧の影響を受けないようにした.第二に単一電子シュミットトリガのヒステリシス幅を単一電子トラップのみで設計可能とするモデルを考案した.設計した静電容量パラメータにて数値計算を行い,入出力特性が急しゅんな応答となり,かつ設計したしきい値電圧でシュミットトリガとして動作することを確認した.