| 研究課題/領域番号 |
25706003
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 研究機関 | 富山大学 |
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研究代表者 |
堀 匡寛 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 助教 (50643269)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 半導体物性 / 界面欠陥 / 不純物原子 / チャージポンピング法 / 電子スピン共鳴 |
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| 研究概要 |
平成２５年度は、微小電流計測手法の構築とその検討を行った。特に、本手法を用いてチャージポンピング（ＣＰ）法（界面欠陥密度を評価するための汎用的手法）における電流の実時間計測を行った。
微小なＣＰ電流を実時間領域で検出するために、高速電流アンプを用いた測定系を構築した。時間領域でのＣＰ電流を評価した結果、２つの特徴的な電流ピークを観察することに成功した。これらはそれぞれ、電子が界面欠陥に捕獲されることに起因するピークと電子が界面欠陥から放出されて正孔と再結合することに起因するピークに対応している。また、これらの結果を解析することにより、従来のＣＰ法で求めた界面欠陥密度が再現された。これにより本測定系の精度が十分であることを確認した。
さらに、従来ＣＰ法では覆い隠されていた現象（正孔のキックバック、電子の再放出）が新たに見出された。これらの現象を詳細に調べることで、近年疑義の投げかけられている従来ＣＰモデルを再構築できると期待できる。今後は、本手法をスピン偏極電流の検出にも応用していく予定である。
これらの検討に加えて、電子スピン共鳴の電気的読み出し技術（ＥＤＭＲ: Electrically Detected Magnetic Resonance）の確立に着手した。トランジスタや自作のＥＤＭＲ用サンプルホルダなどで生じるノイズを評価した。
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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
微小電流計測手法に関しては、測定系を立ち上げ、期待していた電荷の捕獲・再結合に起因する電流ピークの観察に成功した。また、従来法では検出できなかった新たな電流ピークも観察されており、この解析も順調に進んでいる。次年度には、これらの成果を学術論文として報告する予定である。また、高感度ＥＤＭＲ技術の確立においても予定を前倒して着手した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度に構築した微小電流計測手法を用いて、実時間領域における微小電流の解析をさらに進める。特に、印加するパルス電圧の条件やトランジスタの構造条件（チャネルサイズ、基板不純物濃度、界面欠陥密度）を変えて評価する。これにより、再結合に起因する電流ピークや新たに見出された電流ピークを詳細に解析し、従来のチャージポンピングモデルと比較する。また、本手法をスピン偏極電流の検出や半導体中の不純物原子の検出に適用するために測定系のノイズを低減させる。
高感度ＥＤＭＲ(Electrically Detected Magnetic Resonance)技術の立ち上げでは、引き続きサンプルホルダ等の測定系で生じるノイズを評価する。必要に応じて、サンプルホルダを新たに設計する。次年度は自作サンプルホルダにトランジスタを実装し、ＥＤＭＲの微小信号を検出することを目標とする。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
当初予定していたよりも出張の旅費を抑えることができたため、残額（学術研究助成基金助成金分）を次年度に繰り越す。
繰り越し分は、次年度の旅費や計測装置の購入に充てる。
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