| 研究領域 | 特異構造の結晶科学：完全性と不完全性の協奏で拓く新機能エレクトロニクス |
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| 研究課題/領域番号 |
16H06424
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
上殿 明良 筑波大学, 数理物質系, 教授 (20213374)
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| 研究分担者 |
大島 永康 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (00391889)
角谷 正友 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 主席研究員 (20293607)
石橋 章司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (30356448)
奥村 宏典 筑波大学, 数理物質系, 助教 (80756750)
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| 研究期間 (年度) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| キーワード | 結晶 / 点欠陥 / 空孔型欠陥 / 陽電子消滅 / 陽電子消滅シミュレーション / 光熱偏向分光法 |
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| 研究実績の概要 |
窒素極性面AlNを低温で成長した場合、意図せず混入したSi濃度が少なく、リーク電流を低減できることが分かった。低温AlN緩衝層上に成長したSi添加窒素極性面AlN層の電気特性を調べたところ、電気伝導性が得られた。さらに、AlGaN層を用いて分極効果を利用することで、100 mA/mmを超えるトランジスタ動作に成功した。
InGaN薄膜のalloy scatteringの指標として光熱偏向分光法で評価したUrbach energy値が最もよいInGaNとAlGaNとのヘテロ接合界面でシュブニコフドハース振動が観測される程高移動度なInGaN薄膜を実現することができた。また、InGaN薄膜の成長様式をステップフローにすることによって、0.5 μmで室温の発光寿命（キャリアの拡散長）を0.5 nsec（通常<0.1 nsec)まで伸ばすことができた。
開発した垂直型輝度増強システムを用いて、陽電子ビームを径10mm強から0.24mmにまで集束することに成功した。ビームの加速電圧によって軌道が変化しない加速官の開発を行ったことで、試料上の任意の固定位置で、任意の深さに、陽電子を打ち込むことが可能となった。この技術を使い、微小試料の陽電子寿命の深さ分布を測定することで、材料中の微小空隙を介する原子/分子の拡散のようすを解析することに成功した。
AlNについて、かなりの量の水素が導入されていると考えられる試料、カソードルミネッセンス測定で窒素位置置換の炭素に起因する強いピークが観測された試料、大量のInを含む試料、などで実験が行われたことを受けて、Al空孔に水素が侵入した欠陥、Al空孔と窒素位置置換の炭素の複合欠陥、Inと窒素空孔クラスタの複合欠陥、などの空孔型欠陥における陽電子状態・消滅パラメータの理論計算を実行し、実験結果と比較することで欠陥種の同定に寄与した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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