| 研究課題/領域番号 |
17K05498
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
物性Ⅰ
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| 研究機関 | 和歌山大学 |
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研究代表者 |
篠塚 雄三 和歌山大学, 学内共同利用施設等, 名誉教授 (30144918)
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| 研究分担者 |
秋元 郁子 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (00314055)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017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 | 化合物半導体 / 混晶 / バンド構造制御 / 電子状態理論 / キャリア / 有効質量 / サイクロトロン共鳴 / 電子状態の理論 / 電子状態 / バンド構造 / キャリア移動度 |
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| 研究成果の概要 |
申請者が提案したIQB理論を拡張させ、新規混晶系(II-VI)1-x(III-V)xの電子状態を計算できる理論を開発した。具体的には(ZnO)1-x(InN)xを対象に電子状態の擬バンド構造の組成比依存性を求めた。その結果は九大の板垣らによって得られている実験結果をある程度説明することができた。また、第一原理計算を基に同混晶薄膜の初期成長機構を理論的に調べた。一方、X-band（9.6 GHz）とQ-band（34 GHz）のマイクロ波によるサイクロトロン共鳴法で、高温側までキャリア散乱時間を導出できること、高周波数のマイクロ波を用いるとより高温まで観測ができることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
III-V族などの化合物半導体は混晶化することで、電子状態を連続的に制御することが可能となる材料系である。しかしながら混晶化による電子状態バンドの現れ方やキャリアの特性変化については未だに統一的な理解ができていない。本研究では、波動関数の振幅を組成比に応じて統計的に変動させるInteracting Quasi-Band (IQB)理論を基に価電子帯と伝導帯の変容を統一した枠組みの中で解析した。種閃亜鉛鉱型およびウルツ鉱型混晶の電子状態は3種のタイプに分類できることを示し、素子応用の際に要求される最適な物性値をもつ混晶半導体材料を作り出すバンドエンジニアリングの指導原理の基礎が得られた。
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