半導体電気物性の起源: ギャップ内のppmオーダー低状態密度の定量観察と全容解明

• Project/Area Number: 24K22962
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0302:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: Institute for Molecular Science
• Principal Investigator: 中澤 遼太郎 分子科学研究所, 光分子科学研究領域, 特任研究員 (71004371)
• Project Period (FY): 2024-07-31 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 半導体 / ギャップ内準位 / 高感度紫外光電子分光 / 状態密度 / 二光子光電子分光

Outline of Research at the Start

半導体の価電子帯・伝導帯の間には欠陥や不純物、乱れに起因した微小な電子準位 (ギャップ内準位) が存在する。ギャップ内準位は半導体の電気物性やデバイス特性を特徴づける重要な要因であるが、その理解は停滞している。ギャップ内準位は微弱ゆえ、その状態密度計測が容易でないためである。そこで、本研究では高感度紫外光電子分光法と二光子光電子分光法を用いて占有・空ギャップ内準位を直接観察し、占有・空ギャップ内準位の状態密度の定量化を試みる。さらに実測したギャップ内準位の状態密度分布に立脚してキャリア生成の起源に迫り、電気物性と電子状態の関連を紐解く。