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ワイドバンドギャップ材料の欠陥定量解析手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 15K13351
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 結晶工学
研究機関九州大学

研究代表者

柿本 浩一  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (90291509)

研究分担者 中野 智  九州大学, 応用力学研究所, 技術専門職員 (80423557)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードSiC / GaN / Al203 / 転位 / 結晶成長 / Al203 / Al2O3
研究成果の概要

本提案では、過去40年以上にわたって解決できなかった高精度結晶欠陥制御、特にデバイス特性に影響を与える転位密度の低減と制御を、転位増殖の実験結果に基づいた3次元非定常転位分布数値解析法の開発と結晶成長炉内熱流束精密制御により、極低転位密度結晶成長が可能な新規結晶成長法の提案と実証を行った。すなわち、SiC、GaN、そしてAl2O3単結晶の転位密度を定量的に予測できるようになった。結晶欠陥の定量予測が可能となったことにより、従来解析が不可能であった結晶内の3次元転位分布の予測が可能になった。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] First-principles study of the surface phase diagrams of GaN(0001) and (000-1) under the oxide vapor phase epitaxy growth conditions2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kawamura, A. Kitamoto, M. Imade, M. Yoshimura, Y. Mori, Y. Morikawa, Y. Kangawa, and K. Kakimoto
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi B

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 1600706-1600706

    • DOI

      10.1002/pssb.201600706

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Total pressure-controlled PVT SiC growth for polytype stability during using 2D nucleation theory2016

    • 著者名/発表者名
      S. Araki, B. Gao, S. Nishizawa, S. Nakano, and K. Kakimoto
    • 雑誌名

      Cryst. Res. Technol.

      巻: 51, No. 5 号: 5 ページ: 344-348

    • DOI

      10.1002/crat.201500344

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Strain energy analysis of screw dislocations in 4H-SiC by molecular dynamics2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kawamura, Mitsutoshi Mizutani, Yasuyuki Suzuki, Yoshihiro Kangawa, and Koichi Kakimoto
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 3 ページ: 031301-031301

    • DOI

      10.7567/jjap.55.031301

    • NAID

      210000146126

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on Mechanical Properties of Single-Crystal Silicon Carbide by Nanoindentation2015

    • 著者名/発表者名
      M Matsumoto, H Harada, K Kakimoto, J Yan
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research

      巻: 1136 ページ: 549-554

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/amr.1136.549

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Study on Mechanical Properties of Single-Crystal Silicon Carbide by Nanoindentation2015

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Matsumoto, Hirofumi Harada, Koichi Kakimoto and Jiwang Yan
    • 雑誌名

      Applied Mechanics and Materials

      巻: 806 ページ: 549-554

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Relationship between the Dislocation Density and Residual Stress in a GaN Crystal during the Cooling Process2016

    • 著者名/発表者名
      S. Nakano, B. Gao, K. Kakimoto
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Advanced Science and Technology of Silicon Materials
    • 発表場所
      Sheraton Kona Resort & Spa at Keauhou Bay, Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of oxygen atoms on dislocation multiplication in a silicon crystal2016

    • 著者名/発表者名
      W. Fukushima, B. Gao, S. Nakano, H. Harada, Y. Miyamura, and K. Kakimoto
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy
    • 発表場所
      Nagoya Congress Center
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GaN 単結晶における基板と冷却速度の転位密度に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      中野 智、高 冰、柿本 浩一
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大大岡山キャンパス、東京
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Analysis of the Effect of Substrate and Cooling Rate on Grown-in Dislocation Multiplication for GaN Single Crystal2015

    • 著者名/発表者名
      S. Nakano, B. Gao, K. Kakimoto
    • 学会等名
      The 8th International Workshop on Modeling in Crystal Growth
    • 発表場所
      Spa, Belgium
    • 年月日
      2015-11-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ATOMIC AND MACRO SCALE CALCULATIONS ON CRYSTAL GROWTH OF WIDE BANDGAP SEMICONDUCTORS2015

    • 著者名/発表者名
      Koichi Kakimoto, Shin-ichi NIshizawa, Bing Gao, Satoshi Nakano, Hirofumi Harada, Yoshiji Miyamura, Takashi Sekiguchi
    • 学会等名
      ACCGE-20/OMVPE-17
    • 発表場所
      Big Sky, Montana, USA
    • 年月日
      2015-08-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] EFFECT OF COOLING RATE ON GROWN-IN DISLOCATION MULTIPLICATION ON PRISMATIC SLIP PLANES FOR GAN SINGLE CRYSTAL2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Nakano, Bing Gao, Koichi Kakimoto
    • 学会等名
      ACCGE-20/OMVPE-17
    • 発表場所
      Big Sky, Montana, USA
    • 年月日
      2015-08-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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