2014 Fiscal Year Annual Research Report
ワイドギャップ半導体結晶中の転位の運動特性と電子・光学物性の解明
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24246103
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
米永 一郎 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20134041)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沓掛 健太朗 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (00463795)
出浦 桃子 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (90609299)
大野 裕 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80243129)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 半導体物性 / 転位ナノ物性 / ワイドギャップ半導体 / 転位動特性 / 転位電子光学特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、III-Vナイトライド、II-VI亜鉛系化合物、IV族化合物等のワイドギャップ半導体結晶について、1. 転位の運動機構を解明すること、2. 転位の原子構造と電子構造・物性、さらに熱処理や電子・光・エネルギー励起による変性を調べ、転位に付随する電気・光学特性を明らかにすること、3. ワイドギャップ半導体における転位の運動と電子・光学物性の両面について基礎知識を確立し、さらに転位特性がそれぞれの結晶で発現する機構を、Si、GaAs等を含めた全半導体での基礎学理として体系化し、実用化の指針を提示することを目的とした。
1. 高品質InN混晶について、室温でのナノインデンテーション法により、硬度とヤング率を8.6±0.2 GPa、176±4 GPaを決定した。さらにポアソン比が0.17と決定した。2. AlN結晶とZnO結晶について、ナノインデンテーション法により、結晶の特性面である+/-(0001)基底面、(1-100)m柱面、(11-20)a柱面での硬度と弾性率を測定し、ウルツ鉱型構造の結晶の弾性特性を支配する機構を解明した。3. GaN結晶中のフレッシュ転位が有する電荷量を決定し、その一次元伝導性を導出した。伝導ワイヤとして応用が期待される。4. 加熱したSi基板に対して適量のCOガス原料を供給することでSi表面を炭化させ、窒化物用の3C-SiCバッファ層として応用するための育成と評価を行い、Ar-CO20%の混合ガスで平坦性に優れた高品質な薄膜を成長させた。5. ワイドギャップ半導体中を運動し、その塑性変形特性を支配する転位について、強度や硬度の特性を総括し、転位の運動が結晶の原子間結合と弾性定数に強く支配される機構を結論できた。6. ワイドギャップ半導体中の転位の発光特性を総括し禁制帯での欠陥準位を定量化し、その物理機構を明らかにした。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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