| 研究課題/領域番号 |
20K04562
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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21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
今田 早紀 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 准教授 (30397690)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 無極性Ⅲ族窒化物薄膜 / 窒化アルミニウム / 深紫外発光ダイオード / シード層 / スパッタ法 / 無極性Ⅲ族窒化物薄 / 半導体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
200nmから300nmの深紫外(DUV)波長域の光は、殺菌、水や空気の浄化に利用される。現在利用されている光源は、水銀ランプ、メタルハライドランプなどである。これらは消費電力が大きく、寿命が短く、さらに光源自体が大きいという問題を抱えている。そこで、消費電力が小さく、寿命が長く、さらに光源自体を非常に小さくできるDUV発光素子(LED)の開発が進められている。本研究は、このDUV-LEDを高効率でありながらできるだけ安価に作製できるよう、Al、Fe、Nのありふれた元素のみからなる無極性ウルツ鉱型結晶シード層を開発しようというものである。
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| 研究成果の概要 |
Fe添加AlNは基板やターゲットなどの種類を問わず一定濃度以上でa軸配向ウルツ鉱型結晶になることを結晶学的/電子状態的に明らかにした。高分解能共鳴X線非弾性散乱法によりFeが2+/3+の価数混在状態をとっていることと、価数混在比率とa軸配向特性に相関があることが明らかになった。種々の3d遷移金属を含むAlN薄膜を同じ条件で作成したとき、Feのみがa軸優先配向膜になり、これがFeのみがとる特異な価数混成状態と関連があるという、成長メカニズムの解明に極めて重要な知見が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Fe添加AlNというありふれた構成元素だけからなる薄膜が、基板やターゲットなどの種類を問わずa軸配向ウルツ鉱型結晶になることを明らかにした。これにより、無極性化によるAlN系深紫外LEDを高効率化し、かつ安価に実用化できる可能性が示された。学術的には、高分解能共鳴X線非弾性散乱法によりFeが2+/3+の価数混在状態をとっていることと、その価数混在比率とa軸配向特性に相関があることが明らかになった。種々の3d遷移金属を含むAlN薄膜を同じ条件で作成したとき、Feのみがa軸優先配向膜になり、これがFeのみがとる特異な価数混成状態と関連があるという、成長メカニズムの解明に極めて重要な知見が得られた。
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