JP3149718B2 - 単電子トランジスタ - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S977/00—Nanotechnology
- Y10S977/902—Specified use of nanostructure
- Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
- Y10S977/936—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application in a transistor or 3-terminal device
- Y10S977/937—Single electron transistor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mathematical Physics (AREA)
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- Thin Film Transistor (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、単電子トンネル現象
を利用した単電子トランジスタに関する。
を利用した単電子トランジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】単電子トランジスタは、現在半導体トラ
ンジスタの主流をなすMOSFETsでは限界に達しつ
つあるサブミクロン以下という超小型化要請に対して、
MOSFETsに代わって前記要請に応じる有力候補で
ある。
ンジスタの主流をなすMOSFETsでは限界に達しつ
つあるサブミクロン以下という超小型化要請に対して、
MOSFETsに代わって前記要請に応じる有力候補で
ある。
【0003】従来、単電子トンネルデバイスとして、幅
5−8nm、高さ10−20nm、長さ100nm程度
の多結晶Siを量子井戸としたものが製造されている
(Appl.Phys.Lett.65(5),1 August 1994, p.624)。ま
た、理論的には、例えば、信学技報(TECHNICAL REPORT
OF IEICE.)OME93-59「単電子トンネリングと分子
デバイスへの応用の可能性」において、図3に示すよう
に2つのポリエチレン(絶縁体)E1,E2の両端及び
中間のそれぞれにポリアセチレン(導電体)A1,A
2,A3をトンネル接合し、さらに中間のポリアセチレ
ンA3に第三のポリエチレンE3を介して第四のポリア
セチレンA4をトンネル接合することにより、両端の第
一,第二のポリアセチレンA1,A2を電極、中間の第
三のポリアセチレンA3を量子井戸、第四のポリアセチ
レンA4を制御ゲートとした単電子トランジスタが開示
されており、その特性もシミュレーションによって明ら
かにされている。
5−8nm、高さ10−20nm、長さ100nm程度
の多結晶Siを量子井戸としたものが製造されている
(Appl.Phys.Lett.65(5),1 August 1994, p.624)。ま
た、理論的には、例えば、信学技報(TECHNICAL REPORT
OF IEICE.)OME93-59「単電子トンネリングと分子
デバイスへの応用の可能性」において、図3に示すよう
に2つのポリエチレン(絶縁体)E1,E2の両端及び
中間のそれぞれにポリアセチレン(導電体)A1,A
2,A3をトンネル接合し、さらに中間のポリアセチレ
ンA3に第三のポリエチレンE3を介して第四のポリア
セチレンA4をトンネル接合することにより、両端の第
一,第二のポリアセチレンA1,A2を電極、中間の第
三のポリアセチレンA3を量子井戸、第四のポリアセチ
レンA4を制御ゲートとした単電子トランジスタが開示
されており、その特性もシミュレーションによって明ら
かにされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、多結晶Siを
量子井戸としたものは、その多結晶SiがリンPをドー
プした半導体であるので、フェルミレベルに最も近い遷
移レベルが、室温での電子の熱励起レベル(△E=約2
5mV)よりも低い。従って、単電子トンネル現象を生
じさせるには、デバイス温度を室温よりもはるかに低い
4K程度まで下げる必要があり、実用的でない。
量子井戸としたものは、その多結晶SiがリンPをドー
プした半導体であるので、フェルミレベルに最も近い遷
移レベルが、室温での電子の熱励起レベル(△E=約2
5mV)よりも低い。従って、単電子トンネル現象を生
じさせるには、デバイス温度を室温よりもはるかに低い
4K程度まで下げる必要があり、実用的でない。
【0005】他方、ポリアセチレンを量子井戸としたも
のは、理論上常温でトンネル現象を生じるが、トランジ
スタ全体を収納し、固定する手段が完成されていない。
のは、理論上常温でトンネル現象を生じるが、トランジ
スタ全体を収納し、固定する手段が完成されていない。
【0006】そこで、この発明の目的は、常温で作動
し、現実に生産可能な単電子トランジスタを提供するこ
とにある。
し、現実に生産可能な単電子トランジスタを提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の単電子トランジスタは、疎水性基が内側
に対向した脂質二重膜と、前記脂質二重膜の中に配さ
れ、αヘリックス配座をなすセグメントを有するタンパ
ク質と、前記タンパク質の少なくとも1つのセグメント
のアミノ酸単位に結合した量子井戸と、前記タンパク質
の末端アミノ酸に結合した電極と、前記脂質二重膜の疎
水性基の間に介在して前記量子井戸と接触した制御ゲー
トとを備えたことを特徴とする。
に、この発明の単電子トランジスタは、疎水性基が内側
に対向した脂質二重膜と、前記脂質二重膜の中に配さ
れ、αヘリックス配座をなすセグメントを有するタンパ
ク質と、前記タンパク質の少なくとも1つのセグメント
のアミノ酸単位に結合した量子井戸と、前記タンパク質
の末端アミノ酸に結合した電極と、前記脂質二重膜の疎
水性基の間に介在して前記量子井戸と接触した制御ゲー
トとを備えたことを特徴とする。
【0008】タンパク質としては、バクテリオロドプシ
ンにおけるαヘリックスGCよりなり、1本のG及び3
本のCの合計4本のセグメントからなるものが既に合成
されている。
ンにおけるαヘリックスGCよりなり、1本のG及び3
本のCの合計4本のセグメントからなるものが既に合成
されている。
【0009】量子井戸としては、例えば慣用的にフラビ
ン(Flavin)と称される7-アセチルー10ーメチルーイソアロキサシ゛ン(7-a
cetyl-10-methyl-isoalloxazine)のような1の有機化
合物分子が好ましく、このフラビンからなる量子井戸の
結合するアミノ酸単位としては、システイン(Cystein
e) が好ましい。フラビンのアセチル基とシステインの
硫黄原子とは、容易に結合するからである。また、量子
井戸は、金属原子を1個導入した有機金属化合物であっ
てもよい。
ン(Flavin)と称される7-アセチルー10ーメチルーイソアロキサシ゛ン(7-a
cetyl-10-methyl-isoalloxazine)のような1の有機化
合物分子が好ましく、このフラビンからなる量子井戸の
結合するアミノ酸単位としては、システイン(Cystein
e) が好ましい。フラビンのアセチル基とシステインの
硫黄原子とは、容易に結合するからである。また、量子
井戸は、金属原子を1個導入した有機金属化合物であっ
てもよい。
【0010】電極としては、金属イオンを有する分子内
錯塩が好ましく、M+テトラキスーテトラフェニルーホ゜ルフィリン(M+ tetr
akis-tetraphenyl-porphyrin)(M+:Mn3+、F
e2+、Mg2+、Zn2+等の金属イオン)等のポルフィリ
ンが特に好ましい。ポルフィリンは、金属イオンを内部
に導入して、親水的導電体となる上、そのフェニル基と
タンパク質の末端アミノ基とが結合することにより、タ
ンパク質の端部に固定されて後述のように電極機能を発
揮するからである。従って、この分子内錯塩は、絶縁体
となるタンパク質の両末端に配置するのがよい。
錯塩が好ましく、M+テトラキスーテトラフェニルーホ゜ルフィリン(M+ tetr
akis-tetraphenyl-porphyrin)(M+:Mn3+、F
e2+、Mg2+、Zn2+等の金属イオン)等のポルフィリ
ンが特に好ましい。ポルフィリンは、金属イオンを内部
に導入して、親水的導電体となる上、そのフェニル基と
タンパク質の末端アミノ基とが結合することにより、タ
ンパク質の端部に固定されて後述のように電極機能を発
揮するからである。従って、この分子内錯塩は、絶縁体
となるタンパク質の両末端に配置するのがよい。
【0011】制御ゲートとしては、ポリアセチレン等の
π電子を有する有機高分子が好ましい。これら有機高分
子は、薄くて柔らかい膜状をなしているので、脂質二重
膜の疎水性基の間に自己集合的に介在し、且つ脂質二重
膜の厚さに影響を及ぼさないからである。
π電子を有する有機高分子が好ましい。これら有機高分
子は、薄くて柔らかい膜状をなしているので、脂質二重
膜の疎水性基の間に自己集合的に介在し、且つ脂質二重
膜の厚さに影響を及ぼさないからである。
【0012】
【作用】αヘリックス配座をなすタンパク質は、絶縁体
である。そして、そのタンパク質の一端部に結合した分
子内錯塩からなる電極は、金属イオンを有するので、導
電性である。また、そのタンパク質のペプチド鎖中のア
ミノ酸単位には、1つの有機化合物分子が結合してい
る。従って、分子内錯塩からなる電極をタンパク質の他
端にも配置するか又は脂質二重膜の両外側に導電体を配
置すると、導電体−1つの分子−導電体の構造となり、
1つの分子を介して1個の電子移動が行える構成をして
いる。
である。そして、そのタンパク質の一端部に結合した分
子内錯塩からなる電極は、金属イオンを有するので、導
電性である。また、そのタンパク質のペプチド鎖中のア
ミノ酸単位には、1つの有機化合物分子が結合してい
る。従って、分子内錯塩からなる電極をタンパク質の他
端にも配置するか又は脂質二重膜の両外側に導電体を配
置すると、導電体−1つの分子−導電体の構造となり、
1つの分子を介して1個の電子移動が行える構成をして
いる。
【0013】一方、上記タンパク質は、ターン間隔平均
5.4オングストロームで、1ターン(1巻き)あたり
3.6個のアミノ酸単位を有するα螺旋(αヘリック
ス)立体配座をなす。すなわち、ある1つのアミノ酸と
それに隣接するアミノ酸との螺旋軸方向の距離は、1.
5オングストロームである。例えば、タンパク質のGセ
グメントは、-Glu-Thr-Leu-Leu-Phe-Met-Val-Leu-Asp-V
al-Ser-Ala-Cys-Val-Gly-Phe-Gly-Leu-Ile-Leuというア
ミノ酸配列を持ち、アラニン(Ala)とシステイン(Cy
s)との螺旋軸方向の距離が1.5オングストロームで
ある。従って、タンパク質に対するフラビン等の有機化
合物分子の結合位置を変えることにより、ポルフィリン
等の分子内錯塩とフラビン等の分子との距離を1.5オ
ングストローム単位で調整することができるので、フラ
ビン等の分子とポルフィリン等の分子内錯塩との間隔
を、フラビンが量子井戸を形成してトンネル効果を生じ
るような距離(3〜5オングストローム)に固定するこ
とができる。しかも量子井戸がフラビン等の1個の分子
からなるので、フェルミレベルに最も近い遷移レベル
が、室温での電子の熱励起レベルよりも高い。従って、
室温でトンネル現象を確認できる。
5.4オングストロームで、1ターン(1巻き)あたり
3.6個のアミノ酸単位を有するα螺旋(αヘリック
ス)立体配座をなす。すなわち、ある1つのアミノ酸と
それに隣接するアミノ酸との螺旋軸方向の距離は、1.
5オングストロームである。例えば、タンパク質のGセ
グメントは、-Glu-Thr-Leu-Leu-Phe-Met-Val-Leu-Asp-V
al-Ser-Ala-Cys-Val-Gly-Phe-Gly-Leu-Ile-Leuというア
ミノ酸配列を持ち、アラニン(Ala)とシステイン(Cy
s)との螺旋軸方向の距離が1.5オングストロームで
ある。従って、タンパク質に対するフラビン等の有機化
合物分子の結合位置を変えることにより、ポルフィリン
等の分子内錯塩とフラビン等の分子との距離を1.5オ
ングストローム単位で調整することができるので、フラ
ビン等の分子とポルフィリン等の分子内錯塩との間隔
を、フラビンが量子井戸を形成してトンネル効果を生じ
るような距離(3〜5オングストローム)に固定するこ
とができる。しかも量子井戸がフラビン等の1個の分子
からなるので、フェルミレベルに最も近い遷移レベル
が、室温での電子の熱励起レベルよりも高い。従って、
室温でトンネル現象を確認できる。
【0014】そこで、このように量子井戸を形成した状
態で、制御ゲートに電圧を加えると、上記有機化合物1
分子のポテンシャルエネルギーが変動する。従って、分
子内錯塩側を負極とすれば、制御ゲートに一定の正電圧
を加えたところで、分子内錯塩に電導に用いることがで
きる遷移レベルが1つでき、さらに電圧を上げていくと
2番目の遷移レベルが利用できるようになり、階段状の
電流電圧特性を得ることができる。
態で、制御ゲートに電圧を加えると、上記有機化合物1
分子のポテンシャルエネルギーが変動する。従って、分
子内錯塩側を負極とすれば、制御ゲートに一定の正電圧
を加えたところで、分子内錯塩に電導に用いることがで
きる遷移レベルが1つでき、さらに電圧を上げていくと
2番目の遷移レベルが利用できるようになり、階段状の
電流電圧特性を得ることができる。
【0015】そして、絶縁体としてのタンパク質、1の
有機化合物分子及び分子内錯塩からなる電極を組み合わ
せた全体がLB膜に保持されているので、LB膜の両側
に導電体を配置することで、外部回路との接続が可能と
なる。
有機化合物分子及び分子内錯塩からなる電極を組み合わ
せた全体がLB膜に保持されているので、LB膜の両側
に導電体を配置することで、外部回路との接続が可能と
なる。
【0016】
【実施例】この発明の単電子トランジスタの実施例を図
面とともに説明する。図1は、実施例の単電子トランジ
スタを模式的に示す構造図である。
面とともに説明する。図1は、実施例の単電子トランジ
スタを模式的に示す構造図である。
【0017】単電子トランジスタ1は、疎水性基21が
内側に対向し、親水性基22が外側を向いた脂質二重膜
(以下、「LB膜」という)2と、LB膜2の各々の膜
に挟まれ、αヘリックス配座をなす4本のセグメントG
CCCのタンパク質3と、フラビンからなり、そのフラ
ビンのアセチル基が前記Gセグメントのシステインの硫
黄Sに結合した量子井戸4と、Mn3+テトラキスーテトラフェニルーホ゜
ルフィリンからなり、その4つのフェニル基のそれぞれのオ
ルト位が前記各々のセグメントの末端アミノ酸であるア
ラニンのアミノ基に結合した電極5と、ポリアセチレン
からなり、LB膜2の疎水性基の間に介在して前記量子
井戸4と接触した制御ゲート6とを備えている。なお、
電極5は、図面ではタンパク質3の下端に結合されたも
の1つしか示されていないが、上端にも同様に結合され
ている。
内側に対向し、親水性基22が外側を向いた脂質二重膜
(以下、「LB膜」という)2と、LB膜2の各々の膜
に挟まれ、αヘリックス配座をなす4本のセグメントG
CCCのタンパク質3と、フラビンからなり、そのフラ
ビンのアセチル基が前記Gセグメントのシステインの硫
黄Sに結合した量子井戸4と、Mn3+テトラキスーテトラフェニルーホ゜
ルフィリンからなり、その4つのフェニル基のそれぞれのオ
ルト位が前記各々のセグメントの末端アミノ酸であるア
ラニンのアミノ基に結合した電極5と、ポリアセチレン
からなり、LB膜2の疎水性基の間に介在して前記量子
井戸4と接触した制御ゲート6とを備えている。なお、
電極5は、図面ではタンパク質3の下端に結合されたも
の1つしか示されていないが、上端にも同様に結合され
ている。
【0018】アラニンAlaに結合したポルフィリンの化
学構造式を(化1)に、システインに結合したフラビン
の化学構造式を(化2)に示す。式中、破線がアラニン
又はシステインとの結合部分である。
学構造式を(化1)に、システインに結合したフラビン
の化学構造式を(化2)に示す。式中、破線がアラニン
又はシステインとの結合部分である。
【0019】
【化1】
【0020】
【化2】
【0021】LB膜2は、その一側の外面が炭素製の基
板7に支持され、他方の外面に炭素の導電膜8が形成さ
れている。基板7には、外部端子挿入用の貫通孔71が
空けられている。
板7に支持され、他方の外面に炭素の導電膜8が形成さ
れている。基板7には、外部端子挿入用の貫通孔71が
空けられている。
【0022】上記の単電子トランジスタ1は、例えば以
下の手順で製造される。先ず、一端に親水性基22をも
つ脂質を水面に滴下して浮かべる。そして、外部端子挿
入用の貫通孔71が設けられた基板7をその水中に浸し
た後、引き上げる。すると図2(a)に示すように、脂
質の親水性基22が基板7面に付着して連れ上げられ、
基板7面上に脂質膜が形成される。適当な面積の脂質膜
が得られたところで、再び基板7を水中に浸すと、水面
に残っている脂質の疎水性基21が基板7上の脂質膜の
疎水性基21に付着し、図2(b)に示すように疎水性
基21同士が対向したLB膜2が形成される。LB膜2
の幅は、約5nmである。
下の手順で製造される。先ず、一端に親水性基22をも
つ脂質を水面に滴下して浮かべる。そして、外部端子挿
入用の貫通孔71が設けられた基板7をその水中に浸し
た後、引き上げる。すると図2(a)に示すように、脂
質の親水性基22が基板7面に付着して連れ上げられ、
基板7面上に脂質膜が形成される。適当な面積の脂質膜
が得られたところで、再び基板7を水中に浸すと、水面
に残っている脂質の疎水性基21が基板7上の脂質膜の
疎水性基21に付着し、図2(b)に示すように疎水性
基21同士が対向したLB膜2が形成される。LB膜2
の幅は、約5nmである。
【0023】別途、αヘリックス配座を持つGCCCセ
グメントからなり、そのGセグメントのシステインにフ
ラビンが結合し、各セグメントの両末端Alaのアミノ基
にポルフィリンが結合したタンパク質粉末を合成してお
く。なお、フラビンと一方のポルフィリンとの距離が、
3〜5オングストローム程度となるようにフラビンをG
セグメントに結合しておく。また、ポリアセチレンも準
備する。
グメントからなり、そのGセグメントのシステインにフ
ラビンが結合し、各セグメントの両末端Alaのアミノ基
にポルフィリンが結合したタンパク質粉末を合成してお
く。なお、フラビンと一方のポルフィリンとの距離が、
3〜5オングストローム程度となるようにフラビンをG
セグメントに結合しておく。また、ポリアセチレンも準
備する。
【0024】次に、合成されたタンパク質とポリアセチ
レンをエタノール等のアルコール中に浮遊させておき、
超音波振動子による振動にて上記LB膜2に向かって噴
霧させる。タンパク質もポリアセチレンも、疎水性であ
るから自己集合的にLB膜2の内部に入る。
レンをエタノール等のアルコール中に浮遊させておき、
超音波振動子による振動にて上記LB膜2に向かって噴
霧させる。タンパク質もポリアセチレンも、疎水性であ
るから自己集合的にLB膜2の内部に入る。
【0025】その後、貫通孔71に対応する部分のみマ
スクをして、基板7上のLB膜2の上面に炭素を蒸着
し、導電膜8を形成することによって、単電子トランジ
スタ1が完成する。
スクをして、基板7上のLB膜2の上面に炭素を蒸着
し、導電膜8を形成することによって、単電子トランジ
スタ1が完成する。
【0026】得られた単電子トランジスタ1は、タンパ
ク質3の両端に位置するポルフィリンからなる一対の電
極5,5が、それぞれ導電性の基板7及び導電膜8と接
触しており、基板7及び導電膜8を外部回路(図示省
略)と接続することにより、電極間に電圧を加えること
ができる。そして、タンパク質3のGセグメントのシス
テインには、フラビン分子1個が結合しているから、導
電体−1つの分子−導電体の構造となり、フラビン分子
が量子井戸4となって、その分子1個を介してトンネル
効果により1個の電子移動が行える構成をしている。
ク質3の両端に位置するポルフィリンからなる一対の電
極5,5が、それぞれ導電性の基板7及び導電膜8と接
触しており、基板7及び導電膜8を外部回路(図示省
略)と接続することにより、電極間に電圧を加えること
ができる。そして、タンパク質3のGセグメントのシス
テインには、フラビン分子1個が結合しているから、導
電体−1つの分子−導電体の構造となり、フラビン分子
が量子井戸4となって、その分子1個を介してトンネル
効果により1個の電子移動が行える構成をしている。
【0027】しかも量子井戸4がフラビン等の1個の分
子からなるので、フェルミレベルに最も近い遷移レベル
が、室温での電子の熱励起レベル25mVよりも高い。
従って、室温でトンネル現象を確認できる。
子からなるので、フェルミレベルに最も近い遷移レベル
が、室温での電子の熱励起レベル25mVよりも高い。
従って、室温でトンネル現象を確認できる。
【0028】そこで、上記貫通孔71に外部端子9を挿
入し、その外部端子9を制御ゲート6に接触させた状態
で制御ゲート6に電圧を加えると、上記フラビン1分子
のポテンシャルエネルギーが変動する。従って、ポルフ
ィリンからなるいずれか一方の電極5を負極とすれば、
制御ゲート6に一定の正電圧を加えたところで、分子内
錯塩から電導に利用できる遷移レベルが1つでき、さら
に電圧を上げていくと2番目の遷移レベルが利用できる
ようになるので、階段状の電流電圧特性を得ることがで
きる。
入し、その外部端子9を制御ゲート6に接触させた状態
で制御ゲート6に電圧を加えると、上記フラビン1分子
のポテンシャルエネルギーが変動する。従って、ポルフ
ィリンからなるいずれか一方の電極5を負極とすれば、
制御ゲート6に一定の正電圧を加えたところで、分子内
錯塩から電導に利用できる遷移レベルが1つでき、さら
に電圧を上げていくと2番目の遷移レベルが利用できる
ようになるので、階段状の電流電圧特性を得ることがで
きる。
【0029】よって、単電子トランジスタ1は、ゲート
6の電位によって電極間の電流のオンーオフを制御する
ことができ、スイッチング機能を果たす。しかも単電子
トランジスタ1のサイズは、ナノメートルオーダーであ
るから、電子機器の超小型化に寄与する。
6の電位によって電極間の電流のオンーオフを制御する
ことができ、スイッチング機能を果たす。しかも単電子
トランジスタ1のサイズは、ナノメートルオーダーであ
るから、電子機器の超小型化に寄与する。
【0030】
【発明の効果】以上の通り、この発明の単電子トランジ
スタは、冷却装置を要することなく、超小型電子機器に
搭載してスイッチング素子となりうる。
スタは、冷却装置を要することなく、超小型電子機器に
搭載してスイッチング素子となりうる。
【図1】実施例の単電子トランジスタの構造を示す模式
図
図
【図2】実施例のLB膜の製造過程を示す図
【図3】従前に提案された単電子トランジスタの構造を
示す図
示す図
1 単電子トランジスタ 2 脂質二重膜 21 疎水性基 22 親水性基 3 タンパク質 4 量子井戸 5 電極 6 制御ゲート 7 基板 71 貫通孔 8 導電膜 9 外部端子
Claims (9)
- 【請求項1】疎水性基が内側に対向した脂質二重膜と、
前記脂質二重膜の中に配され、αヘリックス配座をなす
セグメントを有するタンパク質と、前記タンパク質の少
なくとも1つのセグメントのアミノ酸単位に結合した量
子井戸と、前記タンパク質の末端アミノ酸に結合した電
極と、前記脂質二重膜の疎水性基の間に介在して前記量
子井戸と接触した制御ゲートとを備えたことを特徴とす
る単電子トランジスタ。 - 【請求項2】タンパク質が、バクテリオロドプシンにお
けるαヘリックスGCよりなり、1本のG及び3本のC
の合計4本のセグメントからなる請求項1に記載の単電
子トランジスタ。 - 【請求項3】量子井戸が、1つの有機化合物分子からな
る請求項1に記載の単電子トランジスタ。 - 【請求項4】有機化合物分子が、7-アセチルー10ーメチルーイソアロキサ
シ゛ン(7-acetyl-10-methyl-isoalloxazine) である請求
項3に記載の単電子トランジスタ。 - 【請求項5】量子井戸の結合するアミノ酸単位が、シス
テイン(Cysteine)である請求項1に記載の単電子トラ
ンジスタ。 - 【請求項6】電極が、金属イオンを有する分子内錯塩か
らなる請求項1に記載の単電子トランジスタ。 - 【請求項7】分子内錯塩が、ポルフィリンである請求項
6に記載の単電子トランジスタ。 - 【請求項8】ポルフィリンが、M+テトラキスーテトラフェニルーホ゜ルフィ
リン(M+ tetrakis-tetraphenyl-porphyrin)である(M
+:金属イオン)請求項7に記載の単電子トランジス
タ。 - 【請求項9】制御ゲートが、π電子を有する有機高分子
である請求項1に記載の単電子トランジスタ。
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US08/596,756 US5646420A (en) | 1995-02-03 | 1996-02-05 | Single electron transistor using protein |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH08213672A JPH08213672A (ja) | 1996-08-20 |
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Family
ID=11927898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP01685795A Expired - Fee Related JP3149718B2 (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | 単電子トランジスタ |
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---|---|
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US20030087277A1 (en) * | 1998-12-23 | 2003-05-08 | Wolfgang Fritzsche | Means and methods for detection of binding of members of specific binding pairs |
US6339227B1 (en) | 1999-02-01 | 2002-01-15 | The Mitre Corporation | Monomolecular electronic device |
US6198113B1 (en) | 1999-04-22 | 2001-03-06 | Acorn Technologies, Inc. | Electrostatically operated tunneling transistor |
US6759676B2 (en) * | 2000-03-29 | 2004-07-06 | Sony Corporation | Multiply-complexed one-dimensional structure, multiply-twisted helix, multiply-looped ring structure and functional material |
US7615402B1 (en) | 2000-07-07 | 2009-11-10 | Acorn Technologies, Inc. | Electrostatically operated tunneling transistor |
US6483125B1 (en) | 2001-07-13 | 2002-11-19 | North Carolina State University | Single electron transistors in which the thickness of an insulating layer defines spacing between electrodes |
US6653653B2 (en) | 2001-07-13 | 2003-11-25 | Quantum Logic Devices, Inc. | Single-electron transistors and fabrication methods in which a projecting feature defines spacing between electrodes |
GB0326049D0 (en) * | 2003-11-07 | 2003-12-10 | Qinetiq Ltd | Fluid analysis apparatus |
JP4982728B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2012-07-25 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 単一電子素子の製造方法 |
KR101619292B1 (ko) | 2008-06-17 | 2016-05-10 | 내셔날 리서치 카운실 오브 캐나다 | 원자 양자점 |
JP7280590B2 (ja) | 2016-01-28 | 2023-05-24 | ロズウェル バイオテクノロジーズ,インコーポレイテッド | 大スケールの分子電子工学センサアレイを使用する被分析物を測定するための方法および装置 |
US10712334B2 (en) | 2016-01-28 | 2020-07-14 | Roswell Biotechnologies, Inc. | Massively parallel DNA sequencing apparatus |
WO2017139493A2 (en) | 2016-02-09 | 2017-08-17 | Roswell Biotechnologies, Inc. | Electronic label-free dna and genome sequencing |
KR20230158636A (ko) | 2017-01-19 | 2023-11-20 | 로스웰 바이오테크놀로지스 인코포레이티드 | 2차원 레이어 재료를 포함하는 솔리드 스테이트 시퀀싱 디바이스들 |
EP3615685A4 (en) | 2017-04-25 | 2021-01-20 | Roswell Biotechnologies, Inc | ENZYMATIC CIRCUITS FOR MOLECULAR SENSORS |
US10508296B2 (en) | 2017-04-25 | 2019-12-17 | Roswell Biotechnologies, Inc. | Enzymatic circuits for molecular sensors |
CA3057155A1 (en) | 2017-05-09 | 2018-11-15 | Roswell Biotechnologies, Inc. | Binding probe circuits for molecular sensors |
WO2019046589A1 (en) | 2017-08-30 | 2019-03-07 | Roswell Biotechnologies, Inc. | PROCESSIVE ENZYME MOLECULAR ELECTRONIC SENSORS FOR STORING DNA DATA |
US11100404B2 (en) | 2017-10-10 | 2021-08-24 | Roswell Biotechnologies, Inc. | Methods, apparatus and systems for amplification-free DNA data storage |
US20240018190A1 (en) * | 2019-01-10 | 2024-01-18 | Roswell Biotechnologies, Inc. | Conductive synthetic peptides for molecular electronics |
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---|---|---|---|---|
JPH0383999A (ja) * | 1989-08-28 | 1991-04-09 | Hitachi Ltd | 蛋白質配向膜の作成方法、該蛋白質配向膜からなる人工的構造体及びその用途 |
US5475341A (en) * | 1992-06-01 | 1995-12-12 | Yale University | Sub-nanoscale electronic systems and devices |
US5420746A (en) * | 1993-04-13 | 1995-05-30 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Single electron device including clusters of pure carbon atoms |
-
1995
- 1995-02-03 JP JP01685795A patent/JP3149718B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-02-05 US US08/596,756 patent/US5646420A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH08213672A (ja) | 1996-08-20 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |