格子不整合界面における欠陥を利用した新原理赤外センサー素子に関する研究

• 研究課題/領域番号: 24K01367
• 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: 国立研究開発法人物質・材料研究機構
• 研究代表者: 間野 高明 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, グループリーダー (60391215)
• 研究分担者: 川津 琢也 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 (00444076) ; 宮崎 英樹 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, 上席研究員 (10262114) ; 石田 暢之 国立研究開発法人物質・材料研究機構, マテリアル基盤研究センター, 主幹研究員 (10451444) ; 大竹 晃浩 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, 主幹研究員 (30267398)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2027年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2026年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円); 2025年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2024年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 赤外線センサー / 結晶成長 / GaAs / InAs / 転位

研究開始時の研究の概要

本研究では、高密度の欠陥が局在する半導体ヘテロ界面を積極的に用いた新しい動作原理の赤外センサー素子を提案し、素子の動作実証と性能向上のための結晶成長条件探索、中赤外光検出のための材料系拡張、動作原理の物理的解明を行う。具体的には、①結晶成長の際の格子緩和機構解明を通して、汎用性の高い基板上にInAs等のナローギャップ半導体を高品質に結晶成長する技術を開発する。また、②高度な計測手法と理論計算を組み合わせることにより、欠陥を含むヘテロ界面の物性とそれを介した電気伝導・光検出機構の解明と制御を行う。