| 研究課題/領域番号 |
18H01335
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
磯野 吉正 神戸大学, 工学研究科, 教授 (20257819)
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| 研究分担者 |
菅野 公二 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (20372568)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
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| キーワード | MEMS / SiC / Nanowire / Field effect transistor / 表面電位 / 半導体ナノ細線 / 弾性歪み / 半導体ナノワイヤ / ピエゾ抵抗効果 |
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| 研究成果の概要 |
表面電位がSiCナノワイヤ(NW)のピエゾ抵抗効果に及ぼす影響を明らかにするため、SiCNWをチャネルとするFET型曲げ試験デバイスを作製し、曲げ歪み作用下でゲート電圧を変化させながら、SiCNWのゲージ率を評価した。無歪み状態でのFET特性は、誘電体に正の固定電荷を持つSiO2シェルを用いた場合はn型電子輸送特性を示し、負の固定電荷を持つAl2O3シェルの場合はp型特性を示した。また、歪み作用時のSiCNWの抵抗変化率においても、SiO2被覆NWはn型半導体特有の負のゲージ率を示し、Al2O3被覆NWは正のゲージ率を示した。さらに、ゲート電圧の増減により、ゲージ率は大きく変化した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた、半導体ナノ細線のピエゾ抵抗効果に及ぼす表面電位と弾性ひずみの影響に関する知見は、超小型機械量センサの実現に資するものである。低不純物濃度をもつ半導体ナノ細線おいて、そこにわずかに含まれる不純物を考慮してシェルを効果的設計・形成することで巨大なピエゾ抵抗効果を発現しうること、またそれを外部電界により制御しうることが示された。本研究で評価を行ったSiCはワイドギャップ半導体の一つであることから、その高温下での優れた材料特性と本研究で得られた知見を活用することで、過酷環境下で高信頼性をもつ超小型機械量センサへの応用が期待される。
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