単一点欠陥の光電流計測によるSiC中の近赤外発光中心の物性解明と高感度スピン検出

• Project/Area Number: 25K01262
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 森岡 直也 京都大学, 化学研究所, 准教授 (90905952)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2026: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000); Fiscal Year 2025: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
• Keywords: 炭化ケイ素 / 点欠陥 / スピン / 光電流 / 磁気共鳴

Outline of Research at the Start

半導体材料である炭化ケイ素（SiC）の結晶中には、近赤外帯で発光し、室温でも優れた量子ビットとして機能するスピンをもつ構造未同定の点欠陥が複数存在する。しかし、欠陥構造が未解明であることと、赤外帯微弱光の高感度検出の難しさが、これらのスピンの基礎・応用研究の課題となっている。本研究ではこれらの近赤外欠陥の光電流応答に着目し、個々の欠陥からの光電流の発生メカニズムを明らかにすることで、欠陥構造の理解につながる欠陥のエネルギー構造の解明を目指す。また、単一の近赤外帯欠陥のスピン信号をSiC内部で直接光電流検出することで、外部の光検出器に左右されない高感度な電気的検出の実現を目指す。