| 研究課題/領域番号 |
20H02611
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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 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 (2021-2022)
東北大学 (2020) |
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研究代表者 |
原田 尚之 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 独立研究者 (90609942)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
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| キーワード | 薄膜 / 界面 / 酸化物 / ヘテロ構造 / 半導体 / 電気特性 / デバイス / スパッタリング / 薄膜ヘテロ構造 / 層状物質 / 物性 / 高温エレクトロニクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまで、半導体デバイスは室温・大気中で用いられることが前提だった。一方で、IoT社会では半導体デバイスは様々な環境下で動作することが求められる。例えば、電気自動車、工業プラントのセンサーや制御系では、半導体デバイスは数100℃の高温下に置かれる。海底や地中などの自然環境では、腐食せず長期間動作しなければならない。原子炉や航空宇宙用途では強力な放射線に曝される。現在主流のシリコンデバイスは、200℃以上では熱暴走によって動作できない。本研究では、酸化物と半導体の結晶界面を用いて過酷な環境で動作できるデバイスの開発を行う。
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| 研究成果の概要 |
金属性デラフォサイト型酸化物の高い電気伝導性と表面分極に着眼し、スパッタリング法による薄膜化と半導体デバイスへの応用に向けた基礎研究を行った。ワイドギャップ半導体Ga2O3との接合において、高温で高速動作可能なショットキーダイオードを作製した。また、代表的な金属性デラフォサイト型酸化物であるPdCoO2のスパッタリング法による薄膜作製に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属性デラフォサイト型酸化物とGa2O3を接合し、350℃で逆回復時間11nsで動作するショットキーダイオードを作製した。高温で高速動作が求められるパワーエレクトロニクスなどへの応用が期待できる優れた特性を実証することができた。半導体デバイスへの応用には金属性デラフォサイト型酸化物の大面積薄膜を作製する方法が必要である。本研究ではスケールアップに適したスパッタリング法を用いて、金属性デラフォサイト型酸化物を作製することに成功した。これらは、応用研究に繋がる成果だと位置づけている。
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