表面終端ダイヤモンドにおけるキャリア輸送特性解析

2020 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K06343
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 猪熊 孝夫 金沢大学, 電子情報通信学系, 教授 (50221784)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: ダイヤモンド / 表面・界面 / 量子輸送 / 密度汎関数法

研究成果の概要

ダイヤモンドは，将来のパワーデバイス用半導体材料としてSiCやGaNを凌ぐ性能が期待されている。本研究の目的は，ダイヤモンドと金属または絶縁体との界面におけるキャリア輸送現象と原子レベルの微視的構造との相関を明らかにすることにある。ダイヤモンドデバイス応用において重要な「金属電極との接触特性」および「MIS構造におけるチャネル伝導」をモデル化した量子輸送シミュレーションを行い，ダイヤモンド表面終端構造とキャリア輸送特性との相関を明らかにした。

自由記述の分野

薄膜物性

研究成果の学術的意義や社会的意義

ダイヤモンド表面の水素/酸素終端構造の理論的研究に関しては，主として(100),(111)面等の低指数面上で何種かの平衡構造，エネルギー(安定性)の差異が研究されている。しかしながら，こうした終端構造上に金属・絶縁体等の異種物質を重ねた場合の微視的構造および界面電子状態に関する研究についてはこれまで例がなく，本研究ではさらにキャリア輸送特性にまで踏み込んだ研究を行うことから，デバイスの電気的特性に直接関連する知見を得ることできた。本研究で得られた成果はダイヤモンドデバイス開発にフィードバックされ，技術革新に結びつくことが期待される。