2020 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanistic study of interface electronic states in 2D electron devices and improvement of the device performances
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19H02590
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
吹留 博一 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10342841)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
保井 晃 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光推進室, 主幹研究員 (40455291)
小嗣 真人 東京理科大学, 先進工学部マテリアル創成工学科, 教授 (60397990)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | オペランド / 時空間X線分光 / 二次元電子 / デバイス / Society 5.0 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「高周波動作する二次元電子系デバイス（2D-FET）の特性は直接にはチャネル電子状態の空間変化に支配されるが、その空間変化が時間と共に変化することを見逃していたのでは？」という問いを応募者は得た。
上記の問いに答えるべく、本研究では、2D-FETのどこの界面の電子状態が、どの時間ドメインで、キャリア輸送特性に影響するのか、その機構を実験的に解明する。具体的には、o-SXSに時間分解能を賦与した時空間オペランドX線分光(o-STXS)を開発し、2D-FETの電子状態の時空間変化を観測する。この観測結果を解析し、2D-FETのどの界面が、どの時間ドメインでキャリア輸送特性に影響するのか、その機構を解明し、2D-FETの高速電気特性を理論限界にまで押し上げるための知見を得ることを目指す。
o-STXS研究に用いる試料として、界面構造制御された2D-FETを作製する。その高速電気特性を、高速電気測定装置を用いて評価する。その結果、（１）GaN-HEMT：o-SXSを用いた共同研究実績がある住友電工から試料が提供される。前年度に用いた通常のGaN-HEMTに加え、SETを抑制すると推論されているSiN薄膜を表面に堆積させたGaN-HEMTを評価した。（２）GFET：代表者らは、精密素子作製技術を構築し、世界最高の高速電気特性を記録した（Proc. IEEE (2013)）。この技術を用い、高誘電率絶縁膜の採用などにより界面制御したGFETを作製を試みた。しかし、十分な良好特性を得られるまでには至らなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
COVID-19による試料作製のプロセスに狂いが生じ、試料が良好なデバイス特性を発現するに至らなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
試料作製のプロセスを修正し、試料が良好なデバイス特性を発現することに注力する。
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