Fermiology and physical properties of beta-Ga2O3

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K04503
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Ito Toshimitsu 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究主幹 (80356485)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 酸化ガリウム / フェルミオロジー

Outline of Final Research Achievements

In order to discuss the electronic properties and device properties of Ga2O3 from its band structure, I measured anisotropic resistivity and Shubnikov de Haas (SdH) effect using high-quality crystals grown by myself. Resistivity is lowest along b direction and SdH frequency is highest for H // b, from which it is suggested that the band dispersion is largest and the effective mass is smallest along b direction. In order to suppress heating of Ga2O3 power devices effectively, current should flow along b direction in them.

Free Research Field

結晶成長、物性測定

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

β-Ga2O3は第三世代パワー半導体として注目され、デバイス試作の成功例も数多く報告されてきた。これらの研究は経験則からのアプローチであり、必ずしも基礎物性からの理解は十分ではなかった。本研究は基礎物性からデバイス特性について検討を試みたものであり、経験則を越えた学術的理解の第一歩となるものと言える。実用化に向けて研究が加速されることが期待される。また、バンド構造の理解が進み、基礎的な固体物理の観点からも重要な成果が得られた。