2017 Fiscal Year Annual Research Report
第一原理量子論によるSiC/SiO2界面形状と電子物性の相関
| Project/Area Number |
16K18075
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
松下 雄一郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (90762336)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | SiC / 界面欠陥 / 単一光子光源 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
炭化ケイ素(SiC)は、その優れた物性からパワーデバイス半導体として近年注目を集めており、実際にすでにSiCパワーデバイスは市場に出回り始めている。SiCには、自然酸化膜としてSiO2を持ち、SiC-MOSFET（電界効果トランジスタ）の絶縁膜として利用できるという利点がある。しかし、現在のSiC-MOSFETでは、SiC/SiO2界面に高密度に存在する高密度欠陥準位の存在によりデバイス特性が理論性能値のたかだか10%未満しか出ていない。SiCデバイスの更なる普及、信頼性獲得のためにはSiC/SiO2界面欠陥の理解と、それらのデバイスへの影響を理解する必要がある。SiC/SiO2界面欠陥は必ずしもネガティブな側面ばかりではなく、新たな物理現象の舞台でもあることが最近明らかになって来た。SiC/SiO2界面の欠陥が単一光子光源として振舞うことが報告された。この界面の単一光子光源の正体を明らかにすることも、実応用に向けて重要な課題となっている。
今年度はSiC/SiO2界面近傍の炭素関連欠陥の網羅的な絞り込みと、それらの電子状態解明を進めた。昨年度の実験との共同研究により、界面には炭素関連欠陥が大量に存在する可能性が示唆されたが、その微視的形態に関しては依然未解明であった。本研究では、CPMD（カーパリネロ分子動力学法）用いたsimulated annealing法により、炭素関連欠陥の網羅的な探索を行なった。その結果、界面の酸素分圧に依存して、炭素関連欠陥の形態が大きく変わることを示した。特に、酸素分圧が小さい時に、炭素の凝集体の存在が示唆された。
本年度は、SiC/SiO2界面の欠陥と単一光子光源の発光波長との関係も調べた。SiO2のアモルファス構造に由来し、局所的な構造の違いが単一光子光源の発光波長に影響し、発光波長にばらつきが出ることを明らかにした。
|
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 角度分解光電子分光と第一原理計算を用いた層状強磁性V1/3NbS2の電子構造の研究2018
Author(s)
吉田訓, 松下雄一郎, 岩田潤一, 厳正輝, 坂野昌人, 下志万貴博, 堀場弘司, 小野寛太, 組頭広志, 長鶴徳彦, 高阪勇輔, 井上克也, 秋光純, 石坂香子
Organizer
日本物理学会 第73回年次大会（2018年）
-
