新しい動作原理のグラフェントランジスタを開発

独立行政法人 産業技術総合研究所【理事長 野間口 有】 (以下「産総研」という) ナノエレクトロニクス研究部門【研究部門長 金丸 正剛】連携研究体グリーン・ナノエレクトロニクスセンター (以下「GNC」という) 横山 直樹 連携研究体長、中払 周 特定集中研究専門員ら、ナノエレクトロニクス研究部門 小川 真一 招聘研究員らは、産総研ナノデバイスセンター【センター長 秋永 広幸】、独立行政法人 物質・材料研究機構【理事長 潮田 資勝】 (以下「物材機構」という) 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点【拠点長 青野 正和】 (以下「WPI-MANA」という) 塚越 一仁 主任研究者らと共同で新しい動作原理のグラフェントランジスタを開発した。
今回開発したトランジスタでは、グラフェン上に2つの電極と2つのトップゲートを置き、トップゲート間のグラフェンにヘリウムイオンを照射して結晶欠陥を導入した。
2つのトップゲートに独立した電圧をかけて、効率的に電荷の動きを制御できる。200 K (約-73℃) で、約4桁の電流オン・オフ比を示した。
さらにトランジスタ極性を電気的に制御して反転させることができるが、これまで、このような動作が可能なトランジスタはなかった。
この技術は、既存のシリコン集積回路の製造技術の中で利用でき、将来の動作電圧低減によって超低消費電力化されたエレクトロニクスの実現に貢献すると期待される。
この技術の詳細は、2012年12月10~12日に米国サンフランシスコ市で開催される国際会議2012 International Electron Devices Meeting(IEDM 2012)で発表される。
なお、この研究は、FIRSTのプロジェクト「グリーン・ナノエレクトロニクスのコア技術開発」 (中心研究者 横山 直樹) の助成により行われた。