| 研究課題/領域番号 |
18K04681
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
有田 誠 九州大学, 工学研究院, 助教 (30284540)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | KFM / SPM / 光照射 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、走査型プローブ顕微鏡（SPM）の一種で材料表面の電位や仕事関数をナノスケールで観察できるケルビンフォース顕微鏡（KFM）に強度変調した光照射を組み合わせることで、半導体材料内部におけるキャリアの動的挙動を高分解能でマッピングする手法の確立を目指すものである。本研究は、以下のフェーズ1、2に従って実施する計画となっている。
フェーズ１：《変調光照射機構と変調光応答成分抽出回路の既存KFM装置への組込み》
フェーズ２：《各種半導体デバイスにおける表面電位光応答マッピング》
本年度は、初年度および次年度で実施する計画のフェーズ１における最初の段階として、従来型のKFM 装置をベースとした機能付加作業を行った。既存のKFM装置に新たな付加機構として、強度変調した単色光の照射機構、カンチレバーの振動信号からから照射光変調周波数に同期した成分を抽出・増幅するためのロックインアンプを組み込んだ。
光照射は、各種半導体のバンド構造・表面準位に対応した波長の光を選択照射するため、500WのXeランプとモノクロメータを組み合わせたモノクロ光源に試料の測定部位に光を導く光ファイバー光学系を作製して組み合わせた。照射光の波長範囲は250nm～近赤外となっている。また、照射光を変調するために周波数可変のメカニカルチョッパ式の光変調器を導入した。変調周波数は現状1kHzまでとなっている。上記構成にて測定試料付近への変調光照射の確認を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究における研究計画のフェーズ１：《変調光照射機構と変調光応答成分抽出回路の既存KFM装置への組込み》は、初年度および次年度の2年間を当てる予定となっており、本年度において装置への物理的付加機能搭載を行ったことろである。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度において、研究計画のフェーズ１の、装置への物理的付加機能搭載を行った。次年度はテスト試料を用いてシステムの動作確認と調整を行う。機能検証のための試料には、スパッタ法を用いて作製した酸化チタン薄膜試料等を用い、光変調周波数に対する信号応答が得られることの確認と、変調光照射機構の最適化を行う。最終年度には、フェース２《各種半導体デバイスにおける表面電位光応答マッピング》へ移行する予定。
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