2019 Fiscal Year Research-status Report
全て酸化物からなる新規ワイドバンドギャップヘテロｐｎ接合作製のための基盤技術開発
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17K05042
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| Research Institution | Ishinomaki Senshu University |
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Principal Investigator |
中込 真二 石巻専修大学, 理工学部, 教授 (60172285)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安田 隆 石巻専修大学, 理工学部, 教授 (90182336)
矢野 浩司 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (90252014)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 酸化ガリウム / 酸化ニッケル / 結晶配向性 / ヘテロ接合ダイオード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
NiOとβ-Ga2O3の間の結晶配向関係を明らかにする目的に関しては、これまでに入手可能な (100), (-201) , (010) 及び(001) のβ-Ga2O3基板すべての上のNiOの結晶配向性を明らかにし、β-Ga2O3基板の方位によらずNiOとβ-Ga2O3の間の同じ結晶関係が保たれ、両者が高い親和性をもつヘテロ接合となりうることを示した。基板面方位による歪についても検討を加え、両者の結合にとって重要な酸素原子間の距離の違いは結晶方向によって異なり、大きい方の歪は、(100) β-Ga2O3で2.8％、(-201) で5.4％、 (010) で7.4％、(001)で5.3％であった。今年度に論文投稿を行い掲載に至った。
これでNiO（MgO基板をほぼ同様な結晶として利用）が基板の場合のβ-Ga2O3、逆にβ-Ga2O3が基板の場合のNiO、すべての関係が明らかとなり、両者間のヘテロ構造に関する結晶としての知見を本基盤研究助成により外部に公表し提供することができたことになる。
NiOとβ-Ga2O3に基づくヘテロpn接合ダイオードについては、ゾルゲル法により形成するNiO層のLiドーピングの制御とこの基礎データに基づいて、β-Ga2O3基板上にアンドープの高抵抗NiO層とLiドープの低抵抗NiO層を積層して構成したダイオードの作成を試みたが、現時点では特性向上に至っていない。
研究分担者の安田は、ゾル・ゲルディップ法によるNiO薄膜の作成研究を継続しており、その成果の一部を第67回応用物理学会春季学術講演会において発表した。
研究分担者の矢野は、NiOとβ-Ga2O3からなるヘテロpn接合ダイオードモデルによるシミュレーションによる検討を継続している。今後NiOの物性定数の調査を進め、より高い精度のシミュレーションを行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成３１（令和元）年度始めまででNiOとβ-Ga2O3の間の結晶配向に関する予定の研究を全て終えて、その後検討を加えて論文投稿し発表に至り、この部分で当初の目的を達成した。一方で、NiOとβ-Ga2O3に基づくヘテロpn接合ダイオードに関する研究は、NiO層のドーピング制御の基礎データを得てから試作を行っているが、現時点では特性向上に至っていない。また、研究代表者のその他の業務の多忙と、ダイオード試作研究に想定以上の時間を要しているためこの部分での目的の達成が充分ではないので研究期間の1年延長を依頼した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度は、NiOとβ-Ga2O3に基づくヘテロpn接合ダイオードの試作と評価の関係に注力する。
ダイオードに関する研究成果を学会発表もしくは論文投稿にもちこみたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
（理由）
研究期間の延長をお願いしたので、若干の消耗品費を次年度に繰り越した。また、第67回応用物理学会春季学術講演会への参加旅費を計上していたが、学会の中止により、その旅費分が繰り越された。
（使用計画）
令和2年度の研究費の主にダイオードの試作に関わる消耗品費としての使用を考えている。
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