2023 年度研究成果報告書

Controlling the polarity of ScAlN via formation of cation/anion vacancy

研究課題

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研究課題/領域番号	21K04168
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21050:電気電子材料工学関連
研究機関	国立研究開発法人産業技術総合研究所
研究代表者	Anggraini SriAyu 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80784123)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	piezoelectric / polarity inversion / thin films / sputtering / nitride
研究成果の概要	本研究でケイ素（Si),ゲルマニウム（Ge)およびスズ（Sn)添加によるScAlNの圧電薄膜の分極は、アルミ極性（Al-polar)から窒素極性（N-polar)に反転した。SiまたはGe添加による極性反転した際の圧電定数d３３の値は大きく変わらなかった。しかし、SiまたはGe添加の方法で高濃度Sc薄膜の極性は反転しなかった。炭素（C)を添加すると、ScAlNの極性は変わらず、分極反転は起こらなかった。SiまたはGeを添加するとアルミニウム欠陥（カチオン欠陥）を発生することで分極反転し、Cを添加する場合は窒素欠陥（アニオン欠陥）を発生することで分極反転は起こらない、と考えております。
自由記述の分野	piezoelectric thin films
研究成果の学術的意義や社会的意義	This study has successfully develop N-polar ScAlN-based thin films, including elucidate polarity control mechanism, which is expected to accelerate the realization of next-generation of radio frequency (RF) filter that will be useful for future telecommunication.