| 研究課題/領域番号 |
16K18074
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
谷川 智之 東北大学, 金属材料研究所, 講師 (90633537)
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| 研究協力者 |
松岡 隆志
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 変調分光 / 窒化物半導体 / 分極電界 / 有機金属気相成長 / 極性・分極 / InGaN / 発光ダイオード / 高電子移動度トランジスタ / 有機金属気相成長法 / 分極 / トランジスタ |
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| 研究成果の概要 |
様々な面方位のGaN上にInGaN/GaN LED構造を作製し、内部電界の定量評価を電界変調反射スペクトル測定により行った。その結果、バイアス印加時のGaN障壁層およびInGaN井戸層の電界を反映した反射信号が得られ、反射信号の位相および周期から電界の向きや強度を求めることができた。
N極性InGaN/AlGaN/GaN構造を作製し、分極効果による最上層に形成される二次元電子ガス濃度の増強を試みた。まず最上層をGaNとし、AlGaNの組成・膜厚を最適化し、二次元電子ガス濃度1E13cm-2程度が得られた。次に最上層をInGaNとし、InNモル分率0.11で電子濃度は二倍程度に増加した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
窒化物半導体などの次世代半導体材料は強い分極を有し、誘電体的性質がデバイス性能を左右する。このような観点でデバイス開発を俯瞰すると、分極効果を定量評価する技術が必要といえる。本研究ではInGaN/GaN発光ダイオードとGaN/AlGaN/GaNヘテロ接合電界効果トランジスタを例として、デバイス動作時の電界強度を定量評価する技術と分極効果を制御する技術について研究を展開した。その結果、分極電界の定量評価に変調分光法が有用であることを示し、混晶などの分極不連続量の制御により電子の偏りを制御できることを示した。これらの成果は、発光デバイスや電子デバイスの性能改善に向けて役立つ知見といえる。
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