グラフェン3分岐接合デバイスの試作と論理回路応用の検討

摘要

A graphene-based three-branch nano-junction (TBJ) devices is investigated for its application to Boolean logic gates. Owing to its unique nonlinear transfer characteristics of the TBJ as well as ambipolar transport in the graphene, the graphene-based TBJ operates as both AND and OR logic gates by itself and they can be switched by backgate bias. In this report, in order to realize universality of the TBJ-based logic gate architecture, the graphene-based TBJ logic inverter is proposed and demonstrated. Fabricated graphene TBJ exhibits parabolic voltage transfer curve and the polarity of the curvature can be switched by backgate voltage. Giving voltage input to the backgate, inversion of voltage signal is observed in the TBJ output branch. Voltage transfer gain of this device is 0.013.%ダラフェン3分岐接合デバイス(TBJ)は特異な非線形伝達特性を示し，電界効果による伝導型制御との組合せによりANDゲートとORゲートとして動作可能である.一方，論理関数表現完全系を構成するにはNOTゲートが必要である.本報告では，非線形特性とバックゲートによる伝導型の切替えを利用したグラフェンTBJインバータを提案し，試作評価を行った結果について述べる.試作したダラフェンTBJは非線形伝達特性とともに伝導型切替えによる出力極性反転を示し，バックゲートを入力とすることでインバータ動作を実現した.伝達利得として0.013を得た.