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室温でのGa2O3単結晶性薄膜の作製と新規なワイドギャップ酸化物半導体の創製

研究課題

研究課題/領域番号 26630306
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 無機材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

吉本 護  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (20174998)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードGa2O3 / ワイドギャップ半導体 / レーザーアニール / エピタキシャル成長 / 低温結晶成長 / 酸化物薄膜 / 固相結晶化 / パルスレーザー堆積 / 低温成長 / セラミックス薄膜 / エピタキシャル薄膜 / 室温合成 / セラミックス / 酸化ガリウム / 薄膜成長 / 単結晶性薄膜
研究成果の概要

「室温でのGa2O3単結晶性薄膜の作製と新規なワイドギャップ酸化物半導体の創製」と題した本研究では、バンドギャップがGaNよりも大きくダイヤモンド並みの約5eVを有し、紫外発光や紫外太陽電池・大電流パワー素子として有望視されるGa2O3薄膜を対象として、原子レベルで超平坦な原子ステップサファイア単結晶基板上にNiO薄膜緩衝層を付けてから、非晶質Ga2O3薄膜を堆積後に、紫外パルスレーザーアニールを施し、室温でβ-Ga2O3エピタキシャル(単結晶性)薄膜を固相結晶成長させることに成功した。得られた原子レベルで平坦表面を持つGa2O3薄膜の電気特性、および発光吸収特性を系統的に評価した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Room-temperature laser annealing for solid-phase epitaxial crystallization of β-Ga2O3 thin films2016

    • 著者名/発表者名
      Daishi Shiojiri, Daiji Fukuda, Ryosuke Yamauchi, Nobuo Tsuchimine, Koji Koyama, Satoru Kaneko, Akifumi Matsuda, and Mamoru Yoshimoto
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Exp. Vol.9 (2016) 105502

      巻: 9 号: 10 ページ: 105502-105502

    • DOI

      10.7567/apex.9.105502

    • NAID

      210000138072

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Layer matching epitaxy of NiO thin films on atomically stepped sapphire (0001) substrates2015

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Yamauchi, Yosuke Hamasaki, Takuto Shibuya, Akira Saito, Nobuo Tsuchimine, Koji Koyama, Akifumi Matsuda, and Mamoru Yoshimoto
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 14385-14390

    • DOI

      10.1038/srep14385

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Room-temperature fabrication of highly oriented β-Ga2O3 thin films by excimer laser annealing2015

    • 著者名/発表者名
      Daishi Shiojiri, Ryosuke Yamauchi, Daiji Fukuda, Nobuo Tsuchimine, Satoru Kaneko, Akifumi Matsuda, and Mamoru Yoshimoto
    • 雑誌名

      J. Cryst. Growth

      巻: 424 ページ: 38-41

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2015.04.026

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 室温レーザーアニールにより作製されたβ-Ga2O3エピタキシャル薄膜の配向性制御2017

    • 著者名/発表者名
      中村稀星, 内田啓貴, 土嶺信男, 金子 智, 松田晃史, 吉本 護
    • 学会等名
      応用物理学会 2017 春季年会
    • 発表場所
      新潟市内朱鷺メッセ
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Room-temperature epitaxy of wide bandgap oxide semiconductors2017

    • 著者名/発表者名
      Akifumi MATSUDA, Mamoru YOSHIMOTO
    • 学会等名
      The18th International Symposium on Eco-materials Processing and Design
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 年月日
      2017-02-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Buffer-induced room-temperature epitaxy of β-Ga2O3 thin films by excimer laser annealing2016

    • 著者名/発表者名
      A. Matsuda, D. Shiojiri, H. Uchida, K. Nakamura, N. Tsuchimine, S. Kaneko and M. Yoshimoto
    • 学会等名
      MRS-Japan Annual Meeting 2016
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      2016-12-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Low-temperature heteroepitaxy of wide-gap oxide semiconductor thin films2016

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Matsuda, Satoru Kaneko, and Mamoru Yoshimoto
    • 学会等名
      IUMRS(International Union of Materials Research Society)
    • 発表場所
      Bangalore , Indian Institute of Science, India
    • 年月日
      2016-12-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Buffer-layer enhanced heteroepitaxy of β-Ga2O3:(Sn, Si) thin films by room-temperature excimer laser annealing2016

    • 著者名/発表者名
      Akifumi Matsuda, Yasuhisa Nozawa, Ryotaro Namba, Satoru Kaneko, and Mamoru Yoshimoto
    • 学会等名
      MRS 2016 Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, Hynes Convention Center, USA
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 室温レーザーアニールによるβ-Ga2O3薄膜の固相エピタキシーに与えるNiOバッファ層の影響2016

    • 著者名/発表者名
      中村稀星, 内田啓貴, 土嶺信男, 小山浩司, 金子 智, 松田晃史, 吉本 護
    • 学会等名
      応用物理学会 2016秋季年会
    • 発表場所
      新潟市内朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] レーザーアニールによる不純物ドープβ-Ga2O3薄膜の低温固相エピタキシャル結晶化2016

    • 著者名/発表者名
      内田啓貴, 中村稀星, 土嶺信男, 小山浩司, 金子 智, 松田晃史, 吉本 護
    • 学会等名
      応用物理学会 2016秋季年会
    • 発表場所
      新潟市内朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Room-temperature epitaxial solid-phase crystallization of β-Ga2O3 thin films by pulsed KrF excimer laser annealing2015

    • 著者名/発表者名
      Daishi Shiojiri, Daiji Fukuda, Nobuo Tsuchimine, Koji Koyama,Satoru Kaneko, Akifumi Matsuda, Mamoru Yoshimoto
    • 学会等名
      MRS 2015 Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2015-11-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Room-temperature solid-phase epitaxial growth of β-Ga2O3 thin films on NiO-buffered sapphire (0001) substrates by KrF excimer laser annealing2015

    • 著者名/発表者名
      Daishi Shiojiri, Daiji Fukuda, Nobuo Tsuchimine, Koji Koyama, Satoru Kaneko, Akifumi Matsuda, and Mamoru Yoshimoto
    • 学会等名
      The 1st International Workshop on Gallium Oxide and Related Materials IWGO
    • 発表場所
      Kyoto Univ.
    • 年月日
      2015-11-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NiOバッファ層を用いたワイドギャップ半導性β-Ga2O3エピタキシャル薄膜の低温PLD成長2015

    • 著者名/発表者名
      松田 晃史、福田 大二、塩尻 大士、土嶺 信男、金子 智、吉本 護
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2015年春季年会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-03-18 – 2015-03-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 非晶質Ga2O3薄膜へのエキシマレーザーアニールによる室温配向結晶成長2015

    • 著者名/発表者名
      塩尻大士, 福田大二, 山内涼輔, 金子 智, 土嶺信男, 織田真也, 松田晃史, 吉本 護
    • 学会等名
      レーザー学会 第35回年次大会
    • 発表場所
      東海大学(高輪キャンパス)
    • 年月日
      2015-01-11 – 2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] PLD 法を用いたβ-Ga2O3 エピタキシャル薄膜成長NiO バッファー層導入による低温化2015

    • 著者名/発表者名
      福田大二, 塩尻大士,山内涼輔, 土嶺信男, 金子 智, 松田晃史, 吉本 護
    • 学会等名
      レーザー学会 第35回年次大会
    • 発表場所
      東海大学 (高輪キャンパス)
    • 年月日
      2015-01-11 – 2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Room-temperature oriented crystallization of Ga2O3 thin films by UV pulsed laser annealing2014

    • 著者名/発表者名
      Daishi Shiojiri, Ryosuke Yamauchi, Daiji Fukuda, Nobuo Tsuchimine, Masaya Oda, Satoru Kaneko, 1, Akifumi Matsuda and Mamoru Yoshimoto
    • 学会等名
      Materials Research Society(MRS:米国材料学会)Fall Meeting
    • 発表場所
      USA/Boston
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] PLD法を用いたGa2O3薄膜結晶成長におけるバッファー層導入効果2014

    • 著者名/発表者名
      福田大二, 塩尻大士,山内涼輔, 土嶺信男, 織田真也, 金子 智, 松田晃史, 吉本 護
    • 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
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 紫外レーザーアニーリングによるGa2O3薄膜の室温配向結晶化2014

    • 著者名/発表者名
      塩尻大士, 福田大二, 山内涼輔, 金子 智, 土嶺信男, 織田真也, 松田晃史, 吉本 護
    • 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
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 東京工業大学物質理工学院 吉本・松田研究室

    • URL

      http://www.yoshimoto.iem.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 吉本・松田研究室ホームページ

    • URL

      http://www.yoshimoto.iem.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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