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2022 Fiscal Year Annual Research Report

窒化物半導体・超伝導体融合素子作製のための基盤技術構築

Research Project

Project/Area Number 21H01827
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小林 篤  東京大学, 生産技術研究所, 特任准教授 (20470114)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords窒化物超伝導体
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、AlN基板上に成長させた窒化物超伝導体NbNの結晶構造の制御に取り組んだ。基板温度800℃ではNbNは岩塩型に結晶化し、AlN上にδ-NbN(111)がエピタキシャル成長したが、成長温度の上昇に伴い、結晶構造がε(六方晶)、γ(正方晶)と変化することが分かった。さらに、1220℃では六方晶β型がエピタキシャル成長することも明らかになった。逆格子マップ測定を行ったところ、β-Nb2Nのa軸長がAlNのa軸長に一致しており、β-Nb2Nがコヒーレント成長していることを確認した。HAADF-STEM観察では、β-Nb2Nのc面の積層順序がAlNと一致しており、安定な界面が形成されていることが分かった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的である超伝導体/半導体融合素子の基盤技術となる、窒化物超伝導体の結晶構造制御技術を確立することができた。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、本年度に確立した窒化物超伝導体の結晶構造制御技術を活用し、超伝導体/半導体ヘテロ接合の作製と、物性評価に取り組む。

  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Epitaxial Junction of Inversion Symmetry Breaking AlN and Centrosymmetric NbN: A Polarity Control of Wide-Bandgap AlN2023

    • Author(s)
      Kobayashi Atsushi、Kihira Shunya、Akiyama Toru、Kawamura Takahiro、Maeda Takuya、Ueno Kohei、Fujioka Hiroshi
    • Journal Title

      ACS Applied Electronic Materials

      Volume: 5 Pages: 240-246

    • DOI

      10.1021/acsaelm.2c01288

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Epitaxial growth of superconducting NbN on wide-bandgap AlN2023

    • Author(s)
      Atsushi Kobayashi, Kohei Ueno, Hiroshi Fujioka
    • Journal Title

      JSAP Review

      Volume: - Pages: 220408

    • DOI

      10.11470/jsaprev.220408

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crystal‐Phase Controlled Epitaxial Growth of NbNx Superconductors on Wide‐Bandgap AlN Semiconductors2022

    • Author(s)
      Kobayashi Atsushi、Kihira Shunya、Takeda Takahito、Kobayashi Masaki、Harada Takayuki、Ueno Kohei、Fujioka Hiroshi
    • Journal Title

      Advanced Materials Interfaces

      Volume: 9 Pages: 2201244~2201244

    • DOI

      10.1002/admi.202201244

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] NbN/AlNヘテロ構造の作製とAlN極性反転技術への応用2023

    • Author(s)
      小林篤, 上野耕平, 藤岡洋
    • Organizer
      日本学術振興会 第R032産業イノベーションのための結晶成長委員会 第10回研究会
    • Invited
  • [Presentation] Epitaxial growth of NbN superconductors on lattice-matched AlN wide-bandgap semiconductors (Invited Paper)2023

    • Author(s)
      Atsushi Kobayashi,Shunya Kihira,Kohei Ueno,Hiroshi Fujioka
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2023 - Gallium Nitride Materials and Devices XVIII
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] AlNに格子整合する六方晶Nb2N超伝導体のエピタキシャル成長2022

    • Author(s)
      小林 篤, 紀平 俊矢, 武田 崇仁, 小林 正起, 秋山 亨, 河村 貴宏, 原田 尚之, 上野 耕平, 藤岡 洋
    • Organizer
      第83回応用物理学会秋季学術講演会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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