2022 年度研究成果報告書

キャリアトラップサイトの原子構造とダイナミクスの解明

研究課題

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研究課題/領域番号	21K18706
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分21:電気電子工学およびその関連分野
研究機関	東北大学
研究代表者	長康雄東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 特任教授 (40179966)
研究期間 (年度)	2021-07-09 – 2023-03-31
キーワード	走査型非線形誘電率顕微鏡 / 時間分解走査型非線形誘電率顕微鏡 / 界面準位密度
研究成果の概要	GaN MOS界面の評価に関して大きな進展があった。GaN界面は熱エネルギーより大きくキャリアが超えることの難しいポテンシャル障壁揺らぎが存在することが分かった。これは界面は欠陥分布も含めて均質であると信じられていた半導体業界の常識を覆す成果であり、このポテンシャル揺らぎ問題を解決する事なしには、ワイドギャップ半導体を用いた高移動度のパワーMOSデバイス実現は不可能である事を指摘した。更にSNDMRの装置開発を行い完成した。磁場は360℃回転でき5000G以上までかけられ、温度は極低温（30K)から常温迄コントロール可能とした。
自由記述の分野	電気電子材料工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	SNDMRの装置開発を行い完成した。磁場は360℃回転でき5000G以上までかけられ、温度は極低温（30K)から常温迄コントロール可能とした。スピン反転用マイクロ波磁界の周波数可変範囲と最高強度はそれぞれ1～20GHzと0.23Gで、ESR計測に十分な値を達成している。実際の実験条件を想定し、欠陥密度Nt＝1012cm-2の測定サンプルを半径150 nmの探針電極を用いて信号検出を行うという仮定のもと試算を行ったところ、1.3×10-19 F/V程度の信号強度が得られるとの結果を得ており、現行のSNDMによって十分検出可能な信号強度である事が分かった。