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ビスマス系Ⅲ-Ⅴ族半導体超格子の欠陥制御に基づく新規THzデバイスの実現

研究課題

研究課題/領域番号 18K14140
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分30010:結晶工学関連
研究機関広島大学

研究代表者

富永 依里子  広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (40634936)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードBi系III-V族半導体 / 低温成長 / 点欠陥 / 超格子 / 光伝導アンテナ / Bi系III-V族半導体混晶 / GaAs系半導体混晶 / X線回折法 / ラザフォード後方散乱法
研究成果の概要

本研究では光通信帯光源が利用可能なテラヘルツ波発生検出用光伝導アンテナの実現を最終目的とした。研究代表者が独自に着眼している低温成長ビスマス(Bi)系III-V族半導体混晶の超格子構造の実現に向け、当該研究期間においては、分子線エピタキシャル(MBE)成長法による250℃以下の低温成長InGaAsと低温成長GaAsBiのMBE成長条件とその結晶性、点欠陥の種類などの種々の基礎物性のベースを明らかにすることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Bi系III-V族半導体のMBE成長中の点欠陥形成メカニズムやそれら点欠陥とBi原子との複合欠陥の結晶内での配置は、当該半導体においてはほとんど未解明である。これらを材料科学や結晶工学の観点から明らかにしつつ、従来は排除される方向にあった結晶欠陥を生かしながら当該半導体の低温成長領域を新たに開拓し、新規テラヘルツデバイスを実現しようという点に本研究の新しさやオリジナリティがある。本研究成果は、その基礎となる最初の知見やデータであり、今後の低温成長Bi系III-V族半導体の物性解明や結晶成長条件の探索の方向性を定めたものと学術的に位置付けることができる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Structural evaluation of low-temperature-grown InGaAs crystals on (0 0 1) InP substrates2020

    • 著者名/発表者名
      Ueda Osamu、Ikenaga Noriaki、Hirose Shingo、Hirayama Kentaro、Tsurisaki Shunsuke、Horita Yukihiro、Tominaga Yoriko
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 548 ページ: 125852-125852

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2020.125852

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystalline quality of low-temperature-grown InxGa1-xAs coherently grown on InP(001) substrate2020

    • 著者名/発表者名
      Yoriko Tominaga, Shingo Hirose, Kentaro Hirayama, Hitoshi Morioka, Noriaki Ikenaga, and Osamu Ueda
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: - ページ: 125703-125703

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2020.125703

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低温成長におけるGaAs1-xBixのBi含有率の制御2021

    • 著者名/発表者名
      富永 依里子、梅西 達哉、高垣 佑斗、行宗 詳規、石川 史太郎
    • 学会等名
      第68回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Molecular beam epitaxial growth of GaAs1-xBix at low temperatures2021

    • 著者名/発表者名
      Yoriko Tominaga, Yukihiro Horita, Yuto Takagaki, Tatsuya Umenishi, Mitsuki Yukimune, Fumitaro Ishikawa
    • 学会等名
      The 8th Asian Conference on Crystal Growth and Crystal Technology (CGCT-8)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低温成長Bi系III-V 族半導体の結晶性とデバイス応用2020

    • 著者名/発表者名
      富永 依里子
    • 学会等名
      第12回 ナノ構造・エピタキシャル成長講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低温成長GaAs1-xBixにおけるBi原子の表面偏析の解析2020

    • 著者名/発表者名
      藤野 翔太朗、堀田 行紘、高垣 佑斗、富永 依里子
    • 学会等名
      第12回 ナノ構造・エピタキシャル成長講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 低温成長GaAsBiのBi組成の制御2020

    • 著者名/発表者名
      梅西 達哉、高垣 佑斗、富永 依里子、行宗 詳規、石川 史太郎
    • 学会等名
      第39回電子材料シンポジウム(EMS39th)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 低温成長GaAs1-xBixのBi組成の分子線エピタキシャル成長条件依存性2020

    • 著者名/発表者名
      梅西 達哉、高垣 佑斗、富永 依里子、行宗 詳規、石川 史太郎
    • 学会等名
      令和2年度日本材料学会ナノ材料部門委員会第1回研究会・半導体エレクトロニクス部門委員会第2回研究会 合同研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] MBE成長条件が低温成長GaAs1-xBixのBi偏析に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      高垣佑斗,堀田行紘,富永依里子,行宗詳規,藤原亮,石川史太郎
    • 学会等名
      2019年度 第4回半導体エレクトロニクス部門委員会 第1回講演会・見学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温成長GaAs1-xBixの分子線エピタキシャル成長条件2020

    • 著者名/発表者名
      富永依里子、堀田行紘、高垣佑斗、行宗詳規、藤原亮、石川史太郎
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温成長GaAs1-xBixの結晶学的・光学的両特性2020

    • 著者名/発表者名
      横手竜希、堀田行紘、高垣佑斗、林亮輔、富永依里子、行宗詳規、藤原亮、石川史太郎
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 固相成長したInGaAsの結晶性評価2019

    • 著者名/発表者名
      堀田行紘,平山賢太郎,富永依里子,池永訓昭,上田修
    • 学会等名
      第11回ナノ構造・エピタキシャル成長講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Growth conditions of low-temperature-grown GaAs1-xBix/低温成長GaAs1-xBixの成長条件2019

    • 著者名/発表者名
      堀田行紘,富永依里子,行宗詳規,藤原亮,石川史太郎
    • 学会等名
      第38回電子材料シンポジウム(EMS38th)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Crystallinity evaluation of low-temperature-grown GaAs1-xBix/低温成長GaAs1-xBixの結晶性評価2019

    • 著者名/発表者名
      高垣佑斗,堀田行紘,富永依里子,行宗詳規,藤原亮,石川史太郎
    • 学会等名
      第38回電子材料シンポジウム(EMS38th)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Rutherford backscattering spectrometry for Bi segregation in low-temperature-grown GaAs1-xBix/低温成長GaAs1-xBixのBiの偏析に対するラザフォード後方散乱法の適用2019

    • 著者名/発表者名
      藤野翔太朗,高垣佑斗,堀田行紘,富永依里子
    • 学会等名
      第38回電子材料シンポジウム(EMS38th)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 局在準位の解明に向けた低温成長 InxGa1-xAsの光学的評価2019

    • 著者名/発表者名
      林亮輔,釣崎竣介,富永依里子
    • 学会等名
      2019年度 応用物理学会中国四国支部 若手半導体研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Growth temperature dependence of crystallinity of low-temperature-grown InxGa1-xAs towards fabrication of photoconductive antennas on the basis of defect engineering2018

    • 著者名/発表者名
      Yoriko Tominaga, Yutaka Kadoya
    • 学会等名
      2018 Materials Research Society (MRS) Spring Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] テラヘルツ波発生検出用光伝導アンテナの開発に向けた低温成長GaAs系混晶半導体の結晶性評価2018

    • 著者名/発表者名
      富永依里子
    • 学会等名
      日本学術振興会 第161委員会 第105回研究会 「2025年結晶産業の未来 ~光デバイス編~」
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] (Late News) Solid-phase epitaxial growth of InxGa1-xAs on InP substrate2018

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Horita, Kentaro Hirayama, Yoriko Tominaga, Hitoshi Morioka, Noriaki Ikenaga, Osamu Ueda
    • 学会等名
      2018 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] InxGa1-xAsの固相エピタキシャル成長2018

    • 著者名/発表者名
      堀田行紘, 平山賢太郎, 富永依里子, 森岡仁, 池永訓昭, 上田修
    • 学会等名
      第37回電子材料シンポジウム(EMS37th)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 局在準位の評価に向けた低温成長InxGa1-xAsの光学的・電気的両特性2018

    • 著者名/発表者名
      林亮輔, 釣崎竣介, 富永依里子
    • 学会等名
      第37回電子材料シンポジウム(EMS37th)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 低温成長を用いた新機能発現GaAs系半導体混晶の成長と物性評価2018

    • 著者名/発表者名
      富永依里子
    • 学会等名
      薄膜材料デバイス研究会 第15回研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 広島大学 研究者総覧

    • URL

      https://seeds.office.hiroshima-u.ac.jp/profile/ja.9797704fc927298d520e17560c007669.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 広島大学 研究者総覧

    • URL

      http://seeds.office.hiroshima-u.ac.jp/profile/ja.9797704fc927298d520e17560c007669.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-12-25  

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