| 研究課題/領域番号 |
19H02590
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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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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
吹留 博一 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (10342841)
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| 研究分担者 |
保井 晃 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光推進室, 主幹研究員 (40455291)
小嗣 真人 東京理科大学, 先進工学部マテリアル創成工学科, 教授 (60397990)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
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| キーワード | 二次元電子 / トランジスタ / オペランド / X線分光 / 時空間 / 時空間X線分光 / デバイス / Society 5.0 / 顕微 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
二次元電子系材料を用いた素子(2D-FET)の特性の実測値は、理論値を下回る。本研究では、、o-SXSに時間分解能を賦与した時空間オペランドX線分光(o-STXS)を開発し、2D-FETの電子状態の時空間変化を観測する。2D-FETのどの界面が、どの時間ドメインでキャリア輸送特性に影響するのかを解明し、2D-FETの素子特性を理論限界まで押し上げるための知見を得ることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
時空間オペランドX線分光(o-STXS)を開発し、二次元電子系を電子輸送層（チャネル）とした電界効果トランジスタ（2D-FET）における電子状態の時空間変化を観測した。InGaAsをチャネルとしたInGaAs-HEMTへの研究展開にも着手している。たとえば、表面処理によるバンド湾曲がInGaAs-HEMTの遮断周波数や最大発振周波数（電力増幅の上限周波数）に大きな影響を及ぼしていることを示唆する結果を得てい る。さらに、この観測手法が、他の2D-FET、次世代高周波デバイスであるグラフェン・トランジスタにも適用できることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究において、従来の巨視的な電気計測法や分光法では得られない、「外場印加により誘起されるデバイス物性の時空間ダイナミクス」が時空間オペランドX線分光により得られた。このような成果は、Society 5.0の基盤インフラになるBeyond 5Gの中核を成すGaN高電子移動度トランジスタやグラフェン・トランジスタなどの超高周波デバイスの更なる性能向上に資するものとなる。よって、本研究の成果は、2030年代以降に到来するSociety 5.0の実現に貢献するものになると言える。
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