論文の概要: Voltage tunable quantum dot array by patterned Ge-nanowire based
metal-oxide-semiconductor (MOS) devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.06580v1
- Date: Wed, 11 Nov 2020 11:11:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-24 11:33:59.950038
- Title: Voltage tunable quantum dot array by patterned Ge-nanowire based
metal-oxide-semiconductor (MOS) devices
- Title（参考訳）: パターン化Geナノワイヤ系金属酸化物半導体(MOS)素子による電圧可変量子ドットアレイ
- Authors: Subhrajit Sikdar, Basudev Nag Chowdhury, Rajib Saha and Sanatan
Chattopadhyay
- Abstract要約: 室温での電圧調整可能な量子ドットの製作
電子の量子閉じ込めのキャラクタリゼーション。
非平衡グリーン関数(NEGF)形式に基づく輸送特性のキャラクタリゼーション
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Semiconductor quantum dots (QDs) are being regarded as the primary unit for a
wide range of advanced and emerging technologies including electronics,
optoelectronics, photovoltaics and biosensing applications as well as the
domain of q-bits based quantum information processing. Such QDs are suitable
for several novel device applications for their unique property of confining
carriers 3-dimensionally creating discrete quantum states. However, the
realization of such QDs in practice exhibits serious challenge regarding their
fabrication in array with desired scalability and repeatability as well as
control over the quantum states at room temperature. In this context, the
current work reports the fabrication of an array of highly scaled Ge-nanowire
(radius ~25 nm) based vertical metal-oxide-semiconductor devices that can
operate as voltage tunable quantum dots at room temperature. The electrons in
such nanowire experience a geometrical confinement in the radial direction,
whereas, they can be confined axially by tuning the applied bias in order to
manipulate the quantum states. Such quantum confinement of electrons has been
confirmed from the step-like responses in the room temperature
capacitance-voltage (C-V) characteristics at relatively low frequency (200
kHz). Each of such steps has observed to encompass convolution of the quantized
states occupying ~6 electronic charges. The details of such carrier confinement
are analyzed in the current work by theoretically modeling the device transport
properties based on non-equilibrium Green's function (NEGF) formalism.
- Abstract（参考訳）: 半導体量子ドット(qds)は、電子工学、光エレクトロニクス、太陽光発電、バイオセンシングアプリケーション、qビットベースの量子情報処理の分野を含む、幅広い先進および新興技術の第一ユニットと見なされている。
このようなQDは、離散量子状態を三次元的に生成するキャリアのユニークな性質に対して、いくつかの新しいデバイス応用に適している。
しかし、実際にはそのようなqdsの実現は、所望のスケーラビリティと再現性を備えた配列での製造や、室温での量子状態の制御に関して深刻な課題を呈する。
この文脈において、現在の研究は、室温で電圧調整可能な量子ドットとして動作可能な、高スケールのGeナノワイヤ(半径 ~25 nm)ベースの垂直金属酸化物半導体デバイスの製造を報告している。
このようなナノワイヤの電子は半径方向の幾何学的閉じ込めを経験する一方、量子状態を操作するために応用バイアスを調整することで軸方向に閉じ込めることができる。
このような電子の量子閉じ込めは、比較的低い周波数(200kHz)で室温キャパシタンス電圧(C-V)特性の段階的な応答から確認されている。
これらのステップはそれぞれ6個の電子電荷を占有する量子状態の畳み込みを包含する。
このようなキャリア閉じ込めの詳細は、非平衡グリーン関数(NEGF)形式に基づいてデバイス輸送特性を理論的にモデル化することにより、現在の研究で分析される。
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