2021 Fiscal Year Annual Research Report
Research on identification of diamond dislocations and its reduction
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19H02617
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| Research Institution | Kwansei Gakuin University |
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Principal Investigator |
鹿田 真一 関西学院大学, 工学部, 教授 (00415689)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺地 徳之 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主席研究員 (50332747)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ダイヤモンド / 転位 / X線トポグラフィ / パワーデバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
軽元素でＸ線侵入が深く、禁制反射の多いダイヤモンドは、転位評価が困難であり、転位ベクトル解析すら困難であった。高出力パワーデバイスや量子デバイス実現に向けて極めて重要な「転位」に対し、正確な転位解析手法の開発を目指した。また各基板の転位の同定、影響調査を行い、各応用における課題を明らかにすることを目指した。
放射光施設の単色Ｘ線を用いたX線トポグラフィを、<404>ベクトルを用いて、反射モードにて観察を行い、三次元情報が二次元フイルムに転写される幾何学的解析を行った。転位の開始点と終点の二平面を考え、直上/直下の仮想点を含む幾何をベースに、入射角・入射方向及びブラッグ角の変数として、投影位置を計算し、転位方向同定に成功した。また消滅観測を用いてgb解析からバーガーズベクトルが決定でき、さらに転位の種類を決定することが出来た。これを用いてNドープ及びアンドープ絶縁HPHT合成基板全体の転位解析を実施した。前者の転位ベクトルは<211>, <121>及び<112>系が主流であるのに対し、後者は転位の84％が<101>系であるなど、結晶成長様式が異なる事が明確になった。カソードルミネセンスを用いてエピ成長膜のBand-A発光を計測し、転位と比較検討した。
量子デバイスに用いられる量子ビットに用いられるNVセンターに関して、Nドープエピ膜の、転位部でのNV発光の深さ方向計測を実施したところ、10～30倍の強度を観測し、空孔を多数有する転位部に形成され易いことがわかった。またデバイスへの影響評価を行うにあたり、CVD薄膜成長を行った。薄膜中にホウ素を1017 cm-3程度をドープすることでショットキーダイオードを作製できるようにし、CVD薄膜中の欠陥構造と漏れ電流特性の相関を得た。その他転位深さ情報、エピにおける一点から複数転位発生等々、転位に関して様々な有用な情報を得ることができた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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[Journal Article] Determining the position of a single spin relative to a metallic nanowire2021
Author(s)
J. F. da Silva Barbosa, M. Lee, P. Campagne-Ibarcq, P. Jamonneau, Y. Kubo, S. Pezzagna, J. Meijer, T. Teraji, D. Vion, D. Esteve, R. W. Heeres and P. Bertet,
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Journal Title
Journal of Applied Physics
Volume: 129
Pages: 144301
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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