| Project/Area Number |
23KK0094
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (International Collaborative Research)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 30:Applied physics and engineering and related fields
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 貴之 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (00435827)
前田 拓也 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (20965694)
本田 善央 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (60362274)
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| Project Period (FY) |
2023-09-08 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥21,060,000 (Direct Cost: ¥16,200,000、Indirect Cost: ¥4,860,000)
Fiscal Year 2026: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
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| Keywords | 窒化物半導体 / エピタキシャル成長 / デバイスプロセス / 国際共同研究 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では、新奇窒化物材料に関する国際共同研究を推進することで、それらの結晶成長メカニズムおよび構造と物性の関係性を解明することを目指す。結晶成長の科学と基礎物性を明らかにした上で、強誘電性と超伝導を窒化物半導体に付与するデバイス設計指針を打ち立て、世界に先駆けて窒化物半導体の機能拡張を実現する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本国際共同研究では、研究代表者が率いる国内研究チームと米国コーネル大学が協力し、窒化物半導体にScAlN強誘電体やNbN超伝導体を組み込んだ新機能デバイスを開発することを目的としている。異なるエピタキシャル成長技術を有する研究者等が一同に介し、議論を進めることで、手法によらない材料の本質的な物性に迫る。これにより、窒化物半導体の機能拡張に関する学際的な基礎研究と応用研究を加速させ、強誘電性HEMT、エピタキシャル単一光子検出器、超伝導LED、窒化物半導体量子ビットなどの新奇デバイス開発の基盤技術を創出することを目指す。
本年度は、遷移金属窒化物薄膜を作製するためのエピタキシャル成長装置を国内に導入する準備を開始した。また、複数の国際会議（日本開催、米国開催）で遷移金属窒化物と窒化物半導体の接合に関する研究成果を報告し、コーネル大学の研究者等とエピタキシャル成長技術およびデバイス作製プロセスに関する議論を深め、今後の研究方針についてコンセンサスを得た。具体的には、NbN超伝導薄膜とScAlN強誘電薄膜の成膜条件のチューニングによる高品質化の重要性とその実験方法について議論を行った。また、研究期間中にオンラインでの定期的なディスカッションを行うことで合意した。さらに、研究代表者と研究分担者等が作製したエキゾチック窒化物薄膜の評価を開始し、本研究を円滑に遂行するために必要な試料構造の検討を行った。
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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
研究遂行に必要な結晶成長装置を選定し発注を行った。研究分担者および海外研究協力者と対面での議論を行い、今後の方向性について共通理解を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
遷移金属窒化物薄膜エピタキシャル成長装置を立ち上げ、研究分担者および研究協力者に試料提供を行う。様々な窒化物薄膜試料を複数の研究者の視点で多角的に評価し、高品質結晶作製プロセスを開拓する。同時に、次年度以降のデバイス特性評価にむけて新機能デバイスプロセスの検討を開始する。
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