Exploration of quantum transport in 2DHG diamond Nano-Fin structure and its FET application

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15030
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: National Institute for Materials Science
• Principal Investigator: KAGEURA Taisuke 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, NIMSポスドク研究員 (20801202)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ダイヤモンド / 微細加工 / 二次元正孔ガス / 電界効果トランジスタ

Outline of Final Research Achievements

The objective of this study was to realize high-performance 2DHG diamond electronic devices with high current density and low on-resistance by utilizing the three-dimensional channel structure. In this study, we developed a novel diamond microfabrication technique and demonstrated the operation of a three-dimensional structured diamond electronic devices.

Free Research Field

半導体・量子工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

優れた物性値から近年注目を集めているダイヤモンドパワーデバイスは、大電力を必要とする大型輸送車両などへ搭載することで大幅な省エネルギー化が期待され、衛星通信システムなどの高周波電力増幅器に適用することで飛躍的な通信速度の向上が期待されている。本研究成果は、三次元構造化によりダイヤモンドデバイスの性能を飛躍的に向上できることを示した共に、その過程で構築した微細加工プロセスは、ダイヤモンドを用いた他の量子デバイス（超伝導・スピン）へ応用可能であることを示した。