| 研究課題/領域番号 |
20K05335
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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 |
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研究代表者 |
大垣 武 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, 主任研究員 (80408731)
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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 |
4,290千円 (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 | 窒化スカンジウム / ドーピング / 光・電子特性 / 非化学量論的化合物 / 薄膜 / 光・電気特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、MBE法を用いて、ドナーとしてTa、アクセプタとしてMgを添加したScN薄膜の合成、および、通常+3価のB、Yを固溶させた薄膜を合成し、それらの光・電気特性を評価する。これにより、高い電子移動度を有するScNの半導体素子への応用の可能性を検討するとともに、大きな非化学量論的組成をもつ化合物へのドーピング、岩塩型結晶構造の機能性材料としての可能性についての知見を得ることも目的としている。
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| 研究成果の概要 |
大きな非化学量論的組成を有する半導体である窒化スカンジウム（ScN）にドーピングを施し、そのキャリア濃度、バンドギャップの制御を試みた。
ScN薄膜は、分子線エピタキシー法により作製し、高品質薄膜を成長させるための合成プロセスの探索、キャリア制御のためのH、Mgドーピング、バンドギャップ制御のためのAl、Ga、Inの固溶やヘテロ成長について検討した。さらに、プラズマ照射装置を作製し、合成したScN薄膜に、窒素プラズマ照射処理、水素プラズマ照射処理を施し、その光・電子特性について評価した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
窒化スカンジウムは、窒化ガリウム系デバイスの実用化に伴い、新しい半導体として期待されている材料である。ScNは、岩塩型結晶構造の窒化物半導体であり、大きな非化学量論的組成を示し、実用化されている従来の半導体とは大きく異なる材料である。
本研究では、ScNの半導体素子への応用の可能性を検討するとともに、岩塩型結晶構造の機能性材料としての可能性や、大きな非化学量論的組成をもつ化合物へのドーピングについての知見を得ることも目的とした。
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