| 研究領域 | 特異構造の結晶科学：完全性と不完全性の協奏で拓く新機能エレクトロニクス |
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| 研究課題/領域番号 |
16H06423
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
酒井 朗 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20314031)
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| 研究分担者 |
今井 康彦 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 回折・散乱推進室, 主幹研究員 (30416375)
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| 研究期間 (年度) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
60,580千円 (直接経費: 46,600千円、間接経費: 13,980千円)
2020年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2019年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2018年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
2017年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
2016年度: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
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| キーワード | ナノビームX線回折 / 3次元逆格子マッピング / トモグラフィックマッピング解析 / 深さ分解結晶評価 / 転位 / 漏れ電流 / 逆圧電効果 / 時分割ポンプ－プローブ法 / 時分割パルス放射光回折 / ポンプ＆プローブ計測 / AlGaN/GaN HEMT / 結晶性断層マッピング / Ptワイヤプロファイラ / ３次元 / トモグラフィックマッピング / 結晶性断層マッピング解析 / 3次元 / 圧電応答 / Ptワイヤプロファイラー / ナノボイド / 圧電応答特性 / 時間分解ポンプ＆プローブ法 / 放射光 / 圧電応答走査プローブ顕微鏡 / 時間分解 / ポンプ＆プローブ法 / X線ナノビーム回折 / 電子顕微鏡 |
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| 研究成果の概要 |
窒化物半導体やIV族半導体の結晶・デバイスを対象に、転位やナノボイド等の特異構造に着目したマルチスケール構造解析評価を行った。放射光ナノビームX線回折を駆使して格子構造を高空間分解能かつ3次元で解析し、バッファ層やテンプレート厚膜において特異構造が誘発する結晶学的効果が明らかになった。また、各種顕微鏡法による観察の結果、転位に関わる電流漏れ現象や窒化物半導体特有の圧電物性に起因する格子変形挙動には特異構造の影響が明確に表れた。さらに、時分割その場X線回折により、窒化物半導体デバイスの逆圧電効果よる微細格子変形挙動の時分割観測に成功し、特異構造のナノ秒オーダーのダイナミクスを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
特異構造の物性や機能を結晶やそれを用いたデバイスへ有効活用するには、その結晶学的構造の解明が不可欠である。特に、特異構造がデバイス活性層やその周囲の結晶相に与える歪等の影響を知ることは、結晶の学理に基づいて特異構造を深く理解し、それを基板結晶やデバイスへ応用していくうえで重要である。本研究では3次元マルチスケールをキーワードに、そうした空間的構造の解明に注力した。さらに、結晶のデバイス応用を視点に入れれば、特異構造の時間的挙動に関わる知見も必要となる。本研究では特異構造の時間発展を含めた4次元構造解析にも着手しており、新たな学理構築に寄与するとともに、産業応用の観点から社会的にも意義深い。
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