| 研究課題/領域番号 |
17H03228
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
鵜殿 治彦 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (10282279)
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| 研究分担者 |
池畑 隆 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (00159641)
板倉 賢 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (20203078)
塩見 淳一郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40451786)
江坂 文孝 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 安全研究・防災支援部門 安全研究センター, 研究主幹 (40354865)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
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| キーワード | 赤外線センサ / マグネシウムシリサイド / フォトダイオード / pn接合 / Mg2Si / ライフタイム / 分光感度 / OCVD法 / 熱拡散 / 赤外センサ / 単結晶・基板 |
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| 研究成果の概要 |
IoTや自動車の自動運転用途などで今後需要が高まるセンサの一つに高感度赤外センサがある。本研究では、地殻中資源量が豊富で毒性の無いマグネシウムシリサイド (Mg2Si)を用いて、資源・環境リスクに対応し、低価格かつ大量使用可能な赤外センサを実用化することを目標に単結晶成長からデバイス開発までの研究を行った。単結晶成長では、小傾角粒界のない高品質な直径18mmの単結晶を得るに至った。赤外線センサの開発では各種プロセス条件と受光感度、暗電流への影響を調査した。各種条件を適正化することおよび取り出し電極とのバンドの不連続を考慮することで受光感度を大幅に向上できることを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
短波長赤外域の高感度赤外線センサはIoTや自動車の自動運転用途などで今後最も需要が高まるセンサの一つである。従来の InGaAsやHgCdTeのセンサは希少元素や毒性の高い元素を含むため、資源・環境面から見て数百万~数億個といった大規模市場には適さない。Mg2Siは資源量が豊富な材料で安価であるため、この新規半導体で短波長赤外域の高感度赤外センサを実証できたことは、身近な利用への道を切り拓いたと考える。
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