| 研究課題/領域番号 |
19F19752
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 外国 |
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| 審査区分 |
小区分30010:結晶工学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
天野 浩 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (60202694)
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| 研究分担者 |
SCHIMMEL SASKIA 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2019-07-24 – 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 |
1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
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| キーワード | GaN / Ammonothermal / Simulation / アンモノサーマル / バルク成長 / 結晶成長シミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Ammonothermal method is the best technology for growing the lowest dislocation density single crystal. The problem is th eincorporation of impurities. In this study, several materials will be used for autoclave to grow much higher purity GaN single crystal by ammonothermal method.
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| 研究実績の概要 |
名古屋大学滞在中、シンメル氏はアンモノサーマル法による窒化ガリウムの成長とそのシミュレーションを実施した。窒化ガリウムは、カーボンニュートラル社会を実現するための次世代省エネシステムの構築において、従来のシリコントランジスタに代わる次世代半導体材料の最も有望な候補である。現在ハロゲン化物気相エピタキシー法で成長させた自立型基板が市販されているが、結晶欠陥密度が高く、結晶面の反りも大きいため、社会実装に向けて大きな課題がある。低欠陥密度と低反りの点で最も有望な基板は、アンモノサーマル法で成長させたGaN結晶である。アンモノサーマル法で一般的なのはアルカリ性鉱化剤を使用する方法であるが、極めて高い圧力が必要なことが問題である。一方、酸性鉱化剤の場合、成長圧力ははるかに低くなることが分かっている。シンメル氏は酸性鉱化剤を用いた窒化ガリウム結晶の成長に取り組んだ。特に成長速度を制御するために、成長システムの温度分布流体シミュレーションの確立を試みた。世界に例がなく、ユニークな取り組みである。その成果は二つの学術論文、「アンモノサーマル結晶成長中の流体の流れと温度場のシミュレーションの境界条件-オートクレーブ壁の温度分布の機械学習支援研究」、Crystals、11、254（2021）、および「GaNのアンモノサーマル結晶成長の数値シミュレーション;現状、課題、展望、結晶」11、356（2021）として結実した。アンモノサーマル法では高圧化で結晶成長が行われるために、温度分布や流体の流れをその場観察するのは、大型X線源や検出器などの極めて高価な特別設備が必要である。彼女の構築した温度シミュレーション手法は、アンモノサーマル法での成長制御性を高めるうえで基礎的で非常に貴重な成果と言える。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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