窒化物半導体結晶成長における三次元格子整合エピタキシーの追究

• 研究課題/領域番号: 24K01366
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分30010:結晶工学関連
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 荒木 努 立命館大学, 理工学部, 教授 (20312126)
• 研究分担者: 藤井 高志 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (60571685) ; 佐々木 拓生 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光量子科学研究所 放射光科学研究センター, 主幹研究員 (90586190) ; 出浦 桃子 立命館大学, 立命館グローバル・イノベーション研究機構(BKC), 准教授 (90609299)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2026年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2025年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2024年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: 窒化物半導体 / 分子線エピタキシー / ScAlMgO4 / 電子顕微鏡

研究開始時の研究の概要

面内だけでなく面直方向も考慮した「三次元格子整合エピタキシー」という概念を提案し、窒化物半導体InGaN結晶成長の学理構築と高品質結晶の実現を目的とする。SAM基板はInGaNと格子整合するという唯一無二の特長をもち、活発に研究が進められている。一方、SAM基板表面に存在する分子層ステップにより、格子面直方向に大きな格子不整合が生じる。この課題解決のためには、面内だけでなく、新たに面直方向も考慮した三次元格子整合が必要である。InGaN成長メカニズム解明と結晶高品質化に、基板表面状態制御と、分子線エピタキシー（MBE）法による結晶成長の初期過程制御をもって取り組む。