2022 Fiscal Year Annual Research Report
層状金属/半導体結晶界面で実現するIoT向け耐環境エレクトロニクス
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20H02611
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
原田 尚之 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, 独立研究者 (90609942)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 薄膜 / 界面 / スパッタリング / 酸化物 / 半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、RFスパッタリング法を用いてPdCoO2薄膜を作製する方法を確立した。従来のパルスレーザー堆積法を用いた薄膜成長に比べ、スケールアップに適しており、PdCoO2をはじめとするデラフォサイト型の層状金属をデバイス等に応用する上で重要な成果と考えている。この成果について、特許申請と論文発表を行った。RFスパッタリング法でサファイヤ基板上に作製した薄膜の結晶構造をX線回折法で調べたところ、サファイヤｃ面上にｃ軸配向したPdCoO2薄膜が作製できていることが分かった。より詳細に結晶構造を調べるために、走査透過電子顕微鏡を用いて薄膜の構造を調べた。走査透過電子顕微鏡像のコントラストから、PdCoO2薄膜とサファイヤ基板の界面では、CoO2層が初期層として優先的に成長し、c軸配向した高品質なPdCoO2薄膜が作製できていることが分かった。スパッタリングに用いたターゲットには、焼結時に生成された微量の金属パラジウムが不純物として存在する。PdCoO2薄膜を走査透過電子顕微鏡で詳細に調べたところ、ターゲットの不純物である金属パラジウム由来と思われる、PdOx相が薄膜中に観測された。薄膜中の不純物を低減するには、ターゲットの焼結法を改良する必要がある。PdCoO2薄膜の電気抵抗を調べたところ、0.3 Kの低温まで金属的な電気伝導性を示した。現状の薄膜では結晶中に双晶境界が存在し、低温での電気抵抗を上昇させる原因になっていると思われる。今後、双晶を抑制する方法を検討する必要がある。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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