| 研究課題/領域番号 |
21H01797
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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29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
生田 博志 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30231129)
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| 研究分担者 |
浦田 隆広 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (30780530)
飯田 和昌 日本大学, 生産工学部, 教授 (90749384)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2021年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | 硼化砒素 / BAs / 高熱伝導率薄膜 / 砒化ホウ素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年の電子素子の高集積化に伴う発熱量の急激な増大は、誤動作の原因として懸念されている。最近、BAsの熱伝導率が非常に高いことが見出され、熱を効率的に排出できる材料として注目されている。しかし、熱伝導率は転移や欠陥に非常に敏感である。そこで、本研究では(B,Ga)P混晶をバッファ層に用いることで高品位薄膜の成長に取り組む。また、バッファ層の組成制御により薄膜に歪を印加して熱伝導率上昇の可能性を調べる。さらには、人為的に制御された欠陥を導入し、熱伝導率への影響を調べることで、熱伝導率の物理に関する新たな知見を得ることを目指す。
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| 研究成果の概要 |
新規高熱伝導率材料として注目されているBAsの薄膜成長に関する知見を得ることを目的に、分子線エピタキシー(MBE)法による薄膜作製に取り組んだ。様々な基板を用いて、幅広く成膜条件を変えて成膜を行った。また、低温成膜後に高温でポストアニールを行うことや、原料の再蒸発を防ぐためのキャップ層なども含めて、広い範囲で成長手法の検討及び、成長条件探索を行った。さらに、関連物質であるBSbの成膜も行って比較を行った。これらの薄膜を詳細に解析することで、成膜条件と得られる薄膜の関係について、幅広く知見を得ることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電子素子の小型化・高集積化に伴って素子の発する単位面積あたりの熱量が急激に増大している。この高密度に発生する熱は、素子の誤動作や短寿命化の原因となり、信頼性低下につながるため、大きな問題となっている。その解決には、発生した熱を効率よく輩出できる、高熱伝導率材料が望まれている。最近、理論計算によりBAsの熱伝導率が非常に高いことが予想され、実験的にも検証された。しかし、BAsの結晶成長は容易ではなく、比較的小さな単結晶しか得られていない。また、薄膜はこれまで化学気相堆積法でアモルファス膜が報告されたのみである。本研究で得られた知見は、この系の薄膜成長に関する理解を進展させるものと期待される。
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