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GaN系HEMTと関連素子のピエゾ電界効果の解明と表面準位の新評価法

研究課題

研究課題/領域番号 26289095
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関豊田工業大学

研究代表者

榊 裕之  豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 学長 (90013226)

研究分担者 大森 雅登  豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 嘱託研究員 (70454444)
Vitushinsk Pavel (VITUSHINSK Pavel)  豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究補助者 (30545330)
秋山 芳広  豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究補助者 (60469773)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
2016年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2014年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワードGaN / HEMT / ピエゾ効果 / 表面準位 / 界面準位 / 電界効果トランジスタ / ピエゾ抵抗 / 表面準位・界面準位 / 分極電荷 / ⅢⅤ族半導体 / ピエゾ電界 / AlGaN/GaN / AlGaAs/GaAs / ヘテロ接合 / 歪み
研究成果の概要

GaN上にAlGaN膜を載せたHEMTを歪ませた時の伝導層の抵抗変化を調べ、ウルツ鉱に固有のピエゾ効果に起因する分極電荷の変化でほぼ説明できることを示した。また、試料表面に生じる分極電荷が、表面準位の充放電によって部分的に打ち消される現象に着目し、遮蔽作用を持つ金属電極の有る試料と無い試料の比較から、表面準位密度を推定できることを示した。また、GaAs上にAlGaAs膜を載せた構造を持つ素子でも、歪により結晶の対称性が損なわれるため、ピエゾ抵抗効果が生じ、これが電子の密度に加え、移動度の変化に起因することを明らかにした。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Photocurrent and photoluminescence characteristics of AlGaAs/GaAs double-heterostructures with a pair of two-dimensional electron and hole channels2017

    • 著者名/発表者名
      Kushida T.、Ohmori M.、Sakaki H.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 122 号: 10 ページ: 104502-104502

    • DOI

      10.1063/1.5001507

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Excitation power dependence of photoluminescence spectra of GaSb type-II quantum dots in GaAs grown by droplet epitaxy2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kawazu, T. Noda, Y. Sakuma and H. Sakaki
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 6 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.4947464

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GaAs-based triangular barrier photodiodes with embedded type-II GaSb quantum dots2016

    • 著者名/発表者名
      P. Vitushinskiy, M. Ohmori, T. Kuroda, T. Noda, T. Kawazu and H. Sakaki
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 9 号: 5 ページ: 052002-052002

    • DOI

      10.7567/apex.9.052002

    • NAID

      210000137876

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] InGaAs Triangular Barrier Photodiodes for High-Responsivity Detection of Near-Infrared Light2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Sugimura, Masato Ohmor, Takeshi Noda, Tomoya Kojima, Sakunari Kado, Pavel Vitushinskiy, Naotaka Iwata, and Hiroyuki Sakaki
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9 号: 6 ページ: 062101-062101

    • DOI

      10.7567/apex.9.062101

    • NAID

      210000137928

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical characteristics of AlGaAs/GaAs heterostructures with a pair of 2-D electron and hole channels2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kushida, M. Ohmori, S. Osanai, D. Kawamoto, T. Noda and H. Sakaki
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on electron devices

      巻: 62 号: 11 ページ: 3619-3626

    • DOI

      10.1109/ted.2015.2474735

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bias voltage dependence of two-step photocurrent in GaAs/AlGaAs quantum well solar cells2015

    • 著者名/発表者名
      T. Noda, M. Elborg, T. Mano, T. Kawazu, L. Han and H. Sakaki
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 119 号: 8

    • DOI

      10.1063/1.4942215

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lateral current generation in n-AlGaAs/GaAs heterojunction channels by Schottky-barrier gate illumination2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kawazu, T. Noda, Y. Sakuma, and H. Sakaki
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 106 号: 2

    • DOI

      10.1063/1.4905661

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth and optical properties of GaSb/GaAs type-II quantum dots with and without wetting layer2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kawazu, T. Noda, T. Mano, Y. Sakuma, and H. Sakaki
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 54 号: 4S ページ: 04DH01-04DH01

    • DOI

      10.7567/jjap.54.04dh01

    • NAID

      210000145025

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth of GaSb and AlSb quantum dots on high index GaAs substrates2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kawazu, T. Noda, T. Mano, Y. Sakuma, and H. Sakaki
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 7 号: 5 ページ: 055502-055502

    • DOI

      10.7567/apex.7.055502

    • NAID

      210000137096

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth of GaSb quantum dots on GaAs (111)A2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kawazu, T. Noda, T. Mano, Y. Sakuma, and H. Sakaki
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nanotechnology

      巻: 12 号: 0 ページ: 304-306

    • DOI

      10.1380/ejssnt.2014.304

    • NAID

      130004933817

    • ISSN
      1348-0391
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ナノギャップ電極と結合した単一自己組織化InSb量子ドットにおける電気伝導特性2016

    • 著者名/発表者名
      柴田憲治、大森雅登、榊 裕之、平川一彦
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ、新潟県新潟市
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Ga deposition rate and antimony flux on morphology of GaSb quantum dots formed on GaAs2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kawazu, T. Noda, Y. Sakuma and H. Sakaki
    • 学会等名
      The 43rd International Symposium on Compound Semiconductor
    • 発表場所
      International Conference Center, Toyama, Japan
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 微傾斜GaAs(111)B 基板上に作製したGaSbタイプⅡナノロッドの光学異方性2016

    • 著者名/発表者名
      川津 琢也、野田 武司、佐久間 芳樹、榊 裕之
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 赤外用三角障壁フォトトランジスタの暗電流低減と室温動作2015

    • 著者名/発表者名
      杉村 和哉、大森 雅登、野田 武司、Vitushinskiy Pavel、岩田 直高、榊 裕之
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ショットキバリアゲート光照射によるn-AlGaAs/GaAs(001) ヘテロ接合チャネルの面内電流生成2015

    • 著者名/発表者名
      川津 琢也、野田 武司、佐久間 芳樹、榊 裕之
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] InP(100) 基板上におけるInAs/InAlGaAs 量子ロッド構造の形成2015

    • 著者名/発表者名
      大森 雅登、野田 武司、小嶋 友也、杉村 和哉、Vitushinskiy Pavel、岩田 直高、榊 裕之
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of GaSb/GaAs quantum dot solar cells with deep energy states2015

    • 著者名/発表者名
      T. Noda, M. Elborg, T. Mano, T. Kawazu, L. Han and H. Sakaki
    • 学会等名
      17th International Conference on Modulated Semiconductor Structures
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] GaSb/GaAs量子ドットの光学異方性における後熱処理の効果2015

    • 著者名/発表者名
      川津琢也、野田武司、佐久間芳樹、榊裕之
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス (神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 三角障壁フォトトランジスタによる高感度赤外光検出2015

    • 著者名/発表者名
      大森雅登、杉村和哉、小嶋友也、加戸作成、野田武司、Vitushinskiy Pavel、岩田直高、榊裕之
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス (神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Characterization and solar cell application of GaSb/AlGaAs quantum dots2014

    • 著者名/発表者名
      M. Elborg, T. Noda, A. Bowman III, T. Kawazu, T. Mano, L. Han, H. Sakaki
    • 学会等名
      WCPEC-6 (The 6th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion)
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center (京都市左京区)
    • 年月日
      2014-11-23 – 2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] AlGaN/GaN HEMTにおける界面凹凸散乱と合金散乱の大小関係2014

    • 著者名/発表者名
      秋山芳広、丹羽亮介、榊裕之
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 札幌キャンパス (札幌市北区)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高指数面GaAs基板上のGaSbおよびAlSb量子ドットの成長2014

    • 著者名/発表者名
      川津琢也、野田武司、間野高明、佐久間芳樹、榊裕之
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学 札幌キャンパス (札幌市北区)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Growth and optical properties of GaSb/GaAs type-II quantum dots with and without wetting layer2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kawazu, T. Noda, T. Mano, Y. Sakuma, H. Sakaki
    • 学会等名
      SSDM2014 (2014 International Conference on Solid State Devices and Materials)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center (茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Transport of electrons in self-assembled GaInAs quantum rod structures2014

    • 著者名/発表者名
      T. Kojima, M. Ohmori, P. Vitushinskiy, H. Sakaki
    • 学会等名
      ISCS 2014 (The 41st International Symposium on Compound Semiconductors)
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Photocurrent due to two-step absorption of super- and sub-bandgap photons in GaAs/AlGaAs quantum well solar cells2014

    • 著者名/発表者名
      T. Noda, M. Elborg, T. Mano, T. Kawazu, L. Han, H. Sakaki
    • 学会等名
      ISCS 2014 (The 41st International Symposium on Compound Semiconductors)
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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