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2020 年度 研究成果報告書

変調光照射ケルビンフォース顕微鏡による半導体光励起キャリアの動的挙動マッピング

研究課題

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研究課題/領域番号 18K04681
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分26010:金属材料物性関連
研究機関九州大学

研究代表者

有田 誠  九州大学, 工学研究院, 助教 (30284540)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードKFM / 光励起 / 薄膜 / 半導体
研究成果の概要

本研究では、走査型プローブ顕微鏡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、半導体材料におけるキャリアの光励起状態のマッピングを試みた。変調光照射と光応答成分抽出回路を既存のKFM装置と組み合わせ、試料の表面電位信号の中から変調光に対応した周波数成分を抽出・描画する構成でシステムを試作した。酸化チタン薄膜上に金のパターンを蒸着した試料に対して検証を行ったところ、酸化チタンのバンドギャップ値より大きな光子エネルギーに対応した波長の光に対して光応答が観察され、形状、表面電位と同時に2次元描画することに成功した。

自由記述の分野

薄膜・表面工学、 材料工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、試料の測定部位付近への比較的広範囲の変調光照射機構を普及したKFM装置に組込むといった手法で、半導体材料におけるキャリアの光励起状態のマッピングを試みた。本研究により得られた成果は、走査型プローブ顕微鏡(PSM)への機能付与の試みとして、エネルギーや環境分野で求められる半導体デバイスのさらなる高性能化に貢献できるものと考えられる。

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公開日: 2022-01-27  

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