窒化物半導体・超伝導体融合素子作製のための基盤技術構築
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21H01827
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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 30010:Crystal engineering-related
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| Research Institution | Tokyo University of Science (2023)
The University of Tokyo (2021-2022) |
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Principal Investigator |
小林 篤 東京理科大学, 先進工学部マテリアル創成工学科, 准教授 (20470114)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,570,000 (Direct Cost: ¥8,900,000、Indirect Cost: ¥2,670,000)
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| Keywords | 窒化物半導体 / 窒化物超伝導体 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、超伝導LEDやオンチップ単一光子回路などの窒化物量子デバイスの作製に必要な、窒化物超伝導体と窒化物半導体の高品質ヘテロ界面作製プロセスを開拓する。エピタキシャル成長によって窒化物半導体と超伝導体が接合できれば、単一光子やクーパー対がキャリアとなる新しい窒化物量子デバイスが設計できるようになる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、AlN基板上に成長させた窒化物超伝導体NbNの結晶構造の制御に取り組んだ。基板温度800℃ではNbNは岩塩型に結晶化し、AlN上にδ-NbN(111)がエピタキシャル成長したが、成長温度の上昇に伴い、結晶構造がε(六方晶)、γ(正方晶)と変化することが分かった。さらに、1220℃では六方晶β型がエピタキシャル成長することも明らかになった。逆格子マップ測定を行ったところ、β-Nb2Nのa軸長がAlNのa軸長に一致しており、β-Nb2Nがコヒーレント成長していることを確認した。HAADF-STEM観察では、β-Nb2Nのc面の積層順序がAlNと一致しており、安定な界面が形成されていることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的である超伝導体/半導体融合素子の基盤技術となる、窒化物超伝導体の結晶構造制御技術を確立することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、本年度に確立した窒化物超伝導体の結晶構造制御技術を活用し、超伝導体/半導体ヘテロ接合の作製と、物性評価に取り組む。
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Report
(2 results)
Research Products
(13 results)
