2020 Fiscal Year Annual Research Report
Innovative research on electronic properties in alloy semiconductors
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17K05498
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| Research Institution | Wakayama University |
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Principal Investigator |
篠塚 雄三 和歌山大学, 学内共同利用施設等, 名誉教授 (30144918)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋元 郁子 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (00314055)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 化合物半導体 / 混晶 / バンド構造制御 / 電子状態の理論 / キャリア / 有効質量 / サイクロトロン共鳴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
理論面では、本研究の基礎となっているIQB理論を拡張させること、および新規混晶系(II-VI)1-x(III-V)xを含む種々の混晶半導体の電子状態の計算に取り組んだ。IQB理論の欠点である不可避的に出現するバンドギャップについて、その適否や局在状態の真偽を判定する条件（課題１）を求めることに、種々の角度から検討を行なったが、定性的に満足できる枠組みを得るまでには至らなかった。今後も引き続き取り組む予定である。
実験面では、伝導パラメータを高分解能で取得することを目的とし、X-band（9.6 GHz）とQ-band（34 GHz）のマイクロ波により、まずは高純度シリコン結晶で高温側までキャリア散乱時間を導出できることを確認した。次いで、混晶結晶系に拡張するため、起点となる化合物半導体において実験を実施した。市販の高純度GaAs結晶においては、励起波長を吸収端に制限し強度を十分弱めることで、キャリア密度が高い状態に表れるマグネトプラズマ共鳴-マグネトレジスタンスを観測したものの、精度の高いパラメータの取得に至らなかった。市販のGaN、GaP結晶では、光キャリアの共鳴測定には至らず、局在状態からの発光が強く現れたことから、高密度なトラップの存在が自由キャリアの運動を阻害しているものと考えられる。X-bandでのサイクロトロン共鳴の回転半径は100 nm以下であることから、不純物や欠陥、転位などの散乱体の密度は1×1018 cm-3以下であることが望まれるが、まだそれが達成できていないということがネックになっている。
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