Layered metallic material/semiconductor heterostructures for harsh-environment electronics
| Project/Area Number |
20H02611
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 29020:Thin film/surface and interfacial physical properties-related
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| Research Institution | National Institute for Materials Science (2021-2022)
Tohoku University (2020) |
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Principal Investigator |
HARADA Takayuki 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (90609942)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥13,130,000 (Direct Cost: ¥10,100,000、Indirect Cost: ¥3,030,000)
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| Keywords | 薄膜 / 界面 / 酸化物 / ヘテロ構造 / 半導体 / 電気特性 / デバイス / スパッタリング / 薄膜ヘテロ構造 / 層状物質 / 物性 / 高温エレクトロニクス |
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| Outline of Research at the Start |
これまで、半導体デバイスは室温・大気中で用いられることが前提だった。一方で、IoT社会では半導体デバイスは様々な環境下で動作することが求められる。例えば、電気自動車、工業プラントのセンサーや制御系では、半導体デバイスは数100℃の高温下に置かれる。海底や地中などの自然環境では、腐食せず長期間動作しなければならない。原子炉や航空宇宙用途では強力な放射線に曝される。現在主流のシリコンデバイスは、200℃以上では熱暴走によって動作できない。本研究では、酸化物と半導体の結晶界面を用いて過酷な環境で動作できるデバイスの開発を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have thin film growth by sputtering and application to semiconductor devices, focusing on the high electrical conductivity and surface polarization of metallic delafossites. We have fabricated a high-speed Schottky diode with wide-gap semiconductor Ga2O3. In addition, we succeeded in growing a thin film of a representative metallic delafossite PdCoO2 by a sputtering technique.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
金属性デラフォサイト型酸化物とGa2O3を接合し、350℃で逆回復時間11nsで動作するショットキーダイオードを作製した。高温で高速動作が求められるパワーエレクトロニクスなどへの応用が期待できる優れた特性を実証することができた。半導体デバイスへの応用には金属性デラフォサイト型酸化物の大面積薄膜を作製する方法が必要である。本研究ではスケールアップに適したスパッタリング法を用いて、金属性デラフォサイト型酸化物を作製することに成功した。これらは、応用研究に繋がる成果だと位置づけている。
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Report
(4 results)
Research Products
(18 results)
