| 研究課題/領域番号 |
21K04861
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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29010:応用物性関連
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| 研究機関 | 群馬大学 |
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研究代表者 |
後藤 民浩 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (10311523)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 光熱偏向分光法 / アモルファス半導体 / 局在準位 / 相変化メモリ / 電気スイッチ / カルコゲナイド / 赤外線 / 状態密度 / セレクタ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
相変化メモリ・セレクタ材料の欠陥準位評価に適した赤外光熱偏向分光法を開発する。ナローギャップ材料を評価するため、波長4500 nm（エネルギー0.275 eV）まで測定領域を拡大する。さらにノイズ低減に取り組み、測定感度を向上する。従来技術では評価が困難であったアモルファスカルコゲナイドの欠陥準位情報を明らかにし、各種実験・計算を組み合わせることでバンドモデルを構築する。このバンドモデルはスイッチング過程の理解に役立ち、相変化メモリ・セレクタ素子の高性能化・信頼性向上につながる。
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| 研究成果の概要 |
カルコゲナイド半導体は、不揮発性メモリやへの応用が期待されている。デバイスの高性能化・信頼性向上を実現するには、キャリア特性に関与する局在準位情報が必要不可欠である。そこで、相変化メモリ・セレクタ材料に適した赤外光熱偏向分光法を開発し、これらの材料の局在準位評価を行った。
赤外線領域である波長5000 nm(光エネルギー0.25 eV)までの励起光を用いた光熱偏向分光システムを開発した。そして、赤外線を含む幅広い波長領域で透明なサファイアを基板として用いることで、アモルファスカルコゲナイド薄膜の低密度欠陥や不純物の定量が可能となった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
赤外線領域まで拡張し、高感度化した光熱偏向分光システムは世界的に報告例が無く、新規性が高い。一方、相変化メモリ・セレクタにおいて、デバイス動作時の抵抗遷移過程を理解し、高性能化・信頼性向上を実現するには、キャリア特性に関与する局在準位情報が必要不可欠である。独自に開発した赤外光熱偏向分光法を用い、カルコゲナイド半導体薄膜の欠陥吸収を測定し、局在準位を含む状態密度を求める学術的意義は大きい。また、相変化メモリ・セレクタ等のデバイス開発を基礎科学から支える社会的意義を有している。
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