2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of scanning nonlinear dielectric potentiometry and its applications to electronic materials and devices evaluation
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15K04673
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山末 耕平 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (70467455)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 走査型非線形誘電率顕微鏡 / 走査型非線形誘電率ポテンショメトリ / 自発分極 / 永久双極子 / 走査型プローブ顕微鏡 / グラフェン / 層状物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度の主な成果は下記の２つである．(1) 走査型非線形誘電率ポテンショメトリ（SNDP）を次世代材料として期待される2次元半導体の材料評価に応用する研究を推進した．SNDPの技術基盤である走査型非線形誘電率顕微鏡（SNDM)を用いて，層状半導体である二硫化モリブデンの多数キャリアを判別できることを実証した．特に，他の手法では困難である単原子層半導体における多数キャリアの検出に成功した．また，二セレン化タングステンなど他の層状半導体への応用も進めた．さらに，層状材料の観察を再現性よく行うため，ピークフォースタッピングモードと呼ばれる原子間力顕微鏡の測定モードとSNDMを組み合わせるための技術開発を行い，探針や層状半導体試料の損傷を大幅に抑制しつつ，SNDM観察を行えることを示した． (2) 半導体材料の自発分極観察を行うことを目的として，SNDPを基盤とする新規測定法の開発を進めた．SNDMは探針-試料表面間の容量応答を検出する手法であるが，半導体材料では，自発分極に加えて試料内の空乏層も容量応答に寄与する．これら2つの寄与を分離するため，試料への光照射を行えるSNDPの開発を進めた．具体的には，試料へのレーザー光照射を可能とする機構を設計し，既存の超高真空SNDM/SNDP装置に実装した．その結果，超高真空下においてレーザー光照射された試料のSNDMおよびSNDP観察が行える装置が構築できた．
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