2021 Fiscal Year Annual Research Report
Semiconductor electron beam source that brings fine-area dynamics observation technology to damage sensitive samples
| Project/Area Number |
19H00666
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
西谷 智博 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 客員准教授 (40391320)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
目黒 多加志 東京理科大学, 理学部第二部物理学科, 教授 (20182149)
洗平 昌晃 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 助教 (20537427)
成田 哲博 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (30360613)
本田 善央 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 准教授 (60362274)
石川 史太郎 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (60456994)
田渕 雅夫 名古屋大学, シンクロトロン光研究センター, 教授 (90222124)
市川 修平 大阪大学, 超高圧電子顕微鏡センター, 助教 (50803673)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 窒化ガリウム半導体 / AlGaAs半導体 / 電子ビーム / 負電子親和力表面 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の最終目的である“電子線による損傷が制御され、ドリフトやブラウン運動が原因の像ブレを解消し、ナノ秒領域までの試料の動態や反応の時間分解能までの観測が可能なフォトカソード電子ビーム技術の実現“に向けた2021年度の実施研究は、次の通り2020年度に見いだした半導体材料の課題の解決と共にパルス電子ビーム生成の目標最短のパルス幅（100ns）や検出器に対する変調と同期システムを整備した。
2020年に新たな課題として、半導体フォトカソードの量子効率が励起パワーの高密度化により低下していく効果を捉えた。この解決策として、半導体表面のポテンシャル構造とp型ドーピング層の条件に着目した半導体を作成し、設計と評価測定とのフィードバックにより課題の解決条件見いだした。InGaN半導体材料に対して、表面から10nmの深さまで5x10-8cm-3の高p型ドーピング化することで、量子効率低下効果を従来比で２倍抑制することに成功した。更に、このInGaN半導体を用いたフォトカソードからの電子ビーム生成で1000 A/cm2（放出サイズ2μm, 放出電流200μA）の電流密度を達成した。また、パルス電子ビーム生成時に100 ns ~ 1 msまでのパルス構造の変調と計測系との同期システムを開発し、最短で7 nsのパルス幅のパルス電子ビームにも成功した。本年度の実施研究により、申請時に挙げた設定目標を全て達成し、電子線による損傷が制御され、ドリフトやブラウン運動が原因の像ブレを解消し、ナノ秒領域までの試料の動態や反応の時間分解能までの観測が可能なフォトカソード電子ビーム技術を実現した。
|
| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
|
