2020 Fiscal Year Annual Research Report
双結晶法を用いた無機半導体における転位と光の相互作用メカニズムの解明
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19K22050
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中村 篤智 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (20419675)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 転位 / 光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
無機半導体材料において，転位は半導体特有の機能，とりわけ電子やホールの移動に強く影響を与える．転位の特性への影響の大きさから，半導体中の転位の原子・電子構造に関して，これまで数多くの研究がなされてきた．応用的な観点では，機能特性の特異点となる転位の数（密度）を如何に減じるかを考慮した研究開発が進められている．基礎的な観点では，転位特有の電子構造が特性に影響するメカニズムについて強く関心が持たれている．転位は，通常，材料内部で四方八方に配向性が制御されない状態で存在しているため、転位の局所物性をバルク特性から切り分けることが困難となっている。最近，当該研究者らは，光環境制御によって，無機半導体結晶を金属のように柔らかくしなやかに変形・加工できることを発見した．ここでは，転位と光が従来の想像以上に強く相互作用していると推察された．
本研究では，昨年度、走査型プローブ顕微鏡に光を導入する機構を新規に設計・開発し，光導入機構が走査型プローブ顕微鏡内で問題なく機能していることも確認した．そこで，本年度は実際に転位が導入された酸化チタンの結晶を作製し，その電気伝導特性を走査型プローブ顕微鏡により評価を行うこととした．まず，温度条件を精密に制御することで酸化チタンの双結晶が問題なく作製できることを確認した．つぎに電子顕微鏡観察により，転位が形成されていることを確認した．その後，走査型プローブ顕微鏡により局所の電気伝導特性評価を行ったところ，特定波長の光を照射した際に，転位がより高い電気伝導性を示すことを見出した．このように，転位が実際に光に対して，バルクと異なる挙動を示すことを明らかにした．
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