| Project/Area Number |
21K04910
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 30010:Crystal engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Meiji University |
|---|
Principal Investigator |
Ueda Osamu 明治大学, 研究・知財戦略機構(生田), 研究推進員(客員研究員) (50418076)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
富永 依里子 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (40634936)
塩島 謙次 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (70432151)
池永 訓昭 金沢工業大学, 工学部, 准教授 (30512371)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
|
|---|
| Keywords | Ｂi系混晶半導体 / MBE / 低温成長 / 結晶欠陥 / THz波受送信素子 / 欠陥評価 / TEM / 凝集体 / Bi系混晶半導体 / 析出物 / Bi系半導体混晶 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
本研究では、(In)GaAs結晶内にBi原子とAsアンチサイトを同時に取り込みつつ、短キャリア寿命、高抵抗、高移動度を満たす、1.5 μm帯のInGaAsBiが得られる最適MBE成長条件を明らかにすべく、以下の3つの研究項目を進めて行く。
1)InGaAsとGaAsBiの固相成長の差異に関する知見の獲得
2)低温成長した単結晶GaAsBiの熱処理によるAs凝集体の形成メカニズムの解明およびMBE成長条件の最適化
3)熱処理によるInGaAsBi内のAs凝集体の形成方法の確立とPCAの特性への影響の解明
|
| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we have investigated microstructures, defects, and electrical and optical properties of low-temperature (LTG) MBE-grown (In)GaAsBi related thin films which are used for photo-conductivity antenna (PCA). First, we have found that (1) in the single crystal thin films, As-precipitates are formed at the thin film/substrate interface, whereas Bi-rich GaAsBi precipitates and Bi-precipitates are formed uniformly in the entire thin film after annealing and that (2) in the case of solid-phase epitaxial growth of amorphous thin films, Bi-rich GaAsBi and Bi precipitates are formed only at the region just above the thin film/substrate interface. Next, we have established a system of optimization of growth conditions for obtaining (In)GaAsBi applicable to PCA, using carrier lifetime measurement. Furthermore, we evaluated two-dimensional photo current property of GaAsBi by scanning internal photoemission microscopy and we found very uniform optical property in the GaAsBi crystal.
|
| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、低温MBE成長した(In)GaAsBi系の単結晶および非晶質薄膜を高温での熱処理した場合に、As、Ga-rich GaAsBiおよびBi凝集体などの欠陥が薄膜/基板界面および薄膜中に形成されることを明らかにした。また、これらの欠陥の電気的・光学的特性への影響についても明らかにした。さらに、テラヘルツ光のセンシングを用いた各種システムへの社会実装を実現するためには、そのキーデバイスとなる高性能で、小型・低コストの光伝導アンテナの開発が必須であるが、本研究により新奇(In)GaAsBi系材料の創製および光学的・電気的特性の最適化が不可欠であることを提案できた。
|
