| 研究課題/領域番号 |
23H00271
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分30:応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小関 泰之 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (60437374)
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| 研究分担者 |
前田 拓也 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (20965694)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
37,310千円 (直接経費: 28,700千円、間接経費: 8,610千円)
2024年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2023年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
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| キーワード | 誘導ラマン散乱 / ワイドギャップ半導体 / 顕微鏡 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、ワイドギャップ半導体の不完全性の振る舞いを解明するための3次元イメージング技術を開発する。具体的には、申請者が開発した誘導ラマン散乱顕微鏡に、独自のパルスレーザ光源を適用することで、半導体計測に最適化し、ワイドギャップ半導体内の欠陥とキャリア密度の3次元イメージングを実現する。これにより、ワイドギャップ半導体デバイスの高性能化、信頼性向上、長寿命化に寄与する知見を得る。
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| 研究実績の概要 |
2023年度は、ファイバ光パラメトリック発振器(FOPO)による広帯域波長可変パルス光源を用いたSRS顕微鏡を構築し、半導体イメージングに最適な低周波領域におけるSRSイメージングを実現するとともに、自動波長掃引機構を導入することで、GaNやSiNのラマンスペクトル計測に成功した。具体的には、まず、FOPOの励起光源であるYbファイバーレーザーをピコ秒チタンサファイアレーザーと同期させた。同期手法として、2光子吸収フォトダイオードを用いて強度相互相関信号を取得し、これが一定になるようにYbファイバーレーザーの繰り返し周波数を位相同期制御する手法を採用した。このようにして同期させたYbファイバーレーザーでFOPOを励起することで、チタンサファイアレーザーとFOPOも同期できることを確認し、タイミングを合わせて合波した。レーザー走査顕微鏡を自作し、FOPOパルスとチタンサファイアレーザーパルスを導入し、顕微鏡透過光のうちチタンサファイアレーザーパルスを光検出し、その光電流をロックイン検出することでSRSイメージングができることを確認した。さらに、FOPOの自動波長掃引を実現するため、複数の自動ステージをFOPOに導入し、波長掃引しながらSRSイメージングを行うことで広帯域SRSハイパースペクトルイメージングを実現した。さらに本システムを用いてGaNやSiCのスペクトルイメージングを行い、本システムがワイドバンドギャップ半導体のイメージング評価に適用可能であることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画通り、本課題における重要な技術であるワイドバンドギャップ半導体の計測に成功したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初計画通り、誘導ラマン散乱によるキャリア密度評価や3次元評価などの検討を進めていく。
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