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2018 年度 研究成果報告書

窒化ガリウムからのテラヘルツ放射機構の解明と物性評価への応用

研究課題

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研究課題/領域番号 16H04330
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関大阪大学

研究代表者

川山 巌  大阪大学, レーザー科学研究所, 准教授 (10332264)

研究協力者 酒井 裕司  
中西 英俊  
斗内 政吉  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードテラヘルツ波 / ワイドギャップ半導体 / 窒化ガリウム / 分極 / イメージング
研究成果の概要

自発分極がc軸方向に存在するm面 GaN をレーザーテラヘルツ放射顕微鏡(LTEM)により観察し、自発分極により放射THz 波が増強されていることを確認し、分極反転ドメインの特定に成功した。さらに、放射されたTHz波を二つのワイヤーグリッド偏光子に通して、片方のワイヤーグリッドを90度回転させることにより、THz波の偏光のx成分とy成分の分布を取得し、この2つの偏光成分を合成しすることにより、任意のベクトル量をもつm-GaN の表面の局所分極を可視化することに成功した。本手法により、ドメイン内部における分極の変化の様子がより鮮明にイメージングすることが可能となった。

自由記述の分野

材料物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、次世代高速・省エネルギーパワーデバイス材料として期待されている窒化ガリウム結晶を、独自に開発したレーザーテラヘルツ放射顕微鏡を用いて観察し、観測されたTHz放射の波形・強度を分析することにより、従来手法では困難な、窒化ガリウム表面における格子欠陥・転位、不純物、および分極構造を評価することに成功した。これは、GaN結晶およびデバイスの品質向上に大きく貢献する成果である。

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公開日: 2020-03-30  

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