研究課題
大きなバンドギャップを有するα相の酸化ガリウム(約5.3 eV：α-Ga2O3)は、同じ13族の金属酸化物であるAl2O3やIn2O3が同じ結晶構造を持ち、その特徴を活かして、Al2O3やIn2O3と広範に固溶させることができると報告されている。その為、その混晶を利用したヘテロ接合デバイスに大きな期待がされているものの、その実証はまだされていない。本研究ではこのヘテロ接合デバイスの実現に向け、新しい材料系であるα-(InxAl1-x)2O3半導体の開拓を行うことを目的としている。本年度はそのα-(InxAl1-x)2O3半導体の開拓に向けて、その物性の評価とヘテロ接合の可能性について調査した。昨年度成功したα-Ga2O3とほぼ格子整合するα-(In0.21Al0.79)2O3のバンドギャップやそのバンドオフセットを調査するため価電子帯準位の評価を行った。そのバンドギャップは5.7 eVであり、α-Ga2O3の5.3 eVより大きいことが分かった。さらにその価電子帯準位を評価したところα-Ga2O3との価電子帯オフセットは0.8 eVであった。この価電子帯オフセットとバンドギャップから伝導帯のオフセットを評価したところ1.4 eVと大きな値であり、そのバンド構造としてはtype-IIであった。この結果よりα-(In0.21Al0.79)2O3とα-Ga2O3のヘテロ接合を形成することで大きなバンドオフセットによる二次元電子ガスの効果的な閉じ込めが期待できることが分かった。
すべて 2021 2020
すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)
Journal of Alloys and Compounds
巻: 851 ページ: 156927～156927
10.1016/j.jallcom.2020.156927
AIP Advances
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