| 研究課題/領域番号 |
20K04583
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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 | 岡山理科大学 |
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研究代表者 |
中村 修 岡山理科大学, 研究・社会連携センター, 教授 (60749315)
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| 研究分担者 |
花尻 達郎 東洋大学, 理工学部, 教授 (30266994)
酒井 政道 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40192588)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 希土類 / 水素 / 薄膜 / トランジスタ / 薄膜トランジスタ / 4f電子 / 半導体薄膜 / イッテリビウム / イットリビウム / 半導体 / TFT / ４ｆ電子 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
希土類二水素化物のYbH2および希土類三水素化物のYH3はいずれも半導体であり、その価電子帯は主に水素1s軌道から構成される。したがって、これらの水素化物半導体は、本来的に強い電子ー格子相互作用を伴った伝導系と云える。それを顕在化するには、フェルミ準位を価電子帯に置いて正孔を導入させれば良い。本研究では、①希土類水素化物半導体をチャネル層に用いた電界効果型の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下TFT）を製作し、②そのチャネル層に正孔を誘起して（価電子帯に擬フェルミ準位を置き）水素1sバンド伝導による超伝導の実現を図る。
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| 研究成果の概要 |
希土類水素化物の内、YbH2（及びYH3）に注力して研究を行った。YbH2については抵抗率や光学的収係数のデータが十分でない状況であった。我々の水素化物作成方法はPt触媒層(4-5nm)/Yb膜(40nm-300nm)を水素雰囲気化でYbH2膜を形成する方法であった。そのために、YbH2の作成条件、Pt層除去法の確立を行なった。そしてYbH2膜の光学測定を行い、バンド計算との対応をおこなった。フェルミレベル近傍の電子状態を明らかにした。YH3については水素の離脱等により動作が安定化しない。そのためにYbH2注力してトランジスタの作成に取り組んだ。しかしながら、トランジスタ動作に至らなかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この研究の目的は、希土類水素化物半導体の価電子帯(1sバンド)のホール伝導をみるために実現し、希土類水素化物半導体の薄膜トランジスタを作成して、ゲート電極にマイナス電圧を印加してチャネル層にホールを誘起してCorrelated Transfer効果(J. E. Hirsh, Phys. Rev. B 48 (1993)3327)による超伝導を実現することにあった。
しかしながら、動作するTFT試作に至らず、目的を達成していない。しかしながら、YbH2の光学データの面では、学術的に貢献できたと考えている。
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