| 研究課題/領域番号 |
19K05298
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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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| 審査区分 |
小区分30010:結晶工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
佐々木 拓生 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 放射光科学研究センター, 主幹研究員 (90586190)
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| 研究分担者 |
日比野 浩樹 関西学院大学, 理工学部, 教授 (60393740)
山口 智広 工学院大学, 先進工学部, 教授 (50454517)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 放射光利用 / X線回折 / 窒化物半導体 / MBE成長 / 窒化物 / グラフェン / 放射光 / その場X線回折 / 窒化ガリウム / 分子線エピタキシー / Ｘ線回折 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
比較的インジウム組成の高い（In＞30％）窒化インジウムガリウム（InGaN）薄膜は緑色から黄色領域の発光デバイス材料として注目されており、結晶品質のさらなる向上が求められている。本研究は、二次元層状物質であるグラフェンの表面形態を制御することによって、その上に高品質なInGaN薄膜を成長させることを目的に、高輝度放射光X線を用いたInGaN/グラフェン界面の構造解析を行う。そして、インジウム組成の高いInGaN薄膜にとって有用な基板開発に向けて、グラフェンからのInGaN薄膜の剥離と転写によって、InGaN自立基板を試作し、その特性評価を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究は放射光を用いたその場X線逆格子マッピングによって窒化物/グラフェン界面の構造解析を実施した。その結果、AlNバッファ層の導入は窒化物薄膜の品質向上に有効であることが分かった。また、AlN島を核として窒化物薄膜の横方向成長が促進されるグラフェン基板特有の成長メカニズムを明らかにした。また、ダブルバッファ層によるInGaN薄膜の高品質化にも成功し、窒化物自立基板の作製の道筋を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた成果は、全In組成のInGaNデバイスをInGaN基板の上にホモエピタキシャル成長で形成できる自立基板の作製につながる特色あるものである。これにより、全発光波長域における高効率な発光デバイスの開発に資するだけでなく、ヘテロエピタキシャル成長を必要としない革新的な基板形成技術につながることが期待できる。
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