2020 Fiscal Year Annual Research Report
Effect of Surface Potential on Piezoresistivity for Semi-conductive Nanowires
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18H01335
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
磯野 吉正 神戸大学, 工学研究科, 教授 (20257819)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菅野 公二 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (20372568)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 半導体ナノ細線 / 弾性歪み / 表面電位 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当申請の研究目的は、ボトムアップ成長シリコンカーバイト（SiC）ナノワイヤを検出素子とした超小型機械量センサの実現を目指して、『FET（Field Effect Transistor: FET）型ナノ曲げ試験デバイス』を新開発し、SiCナノワイヤの力学特性、ならびに弾性歪みと表面電位の相互作用が電気伝導特性に及ぼす影響を解明することである。具体的には、新たに原子スケール絶縁層で被覆したSiCナノワイヤを含有するFET型ナノワイヤ物性評価専用デバイスを新開発し、絶縁層を介したワイヤ表面電位の制御の下で、SiCナノワイヤの力学特性と弾性歪み誘起電気伝導特性を同時かつ高精度に評価する。
最終年度は、① 『FET型ナノ曲げ試験デバイス』を用いた、弾性歪み-表面電位相互作用がSiCナノワイヤの弾性歪み誘起電子伝導特性に及ぼす影響の解明、②SiCナノワイヤの表面電位を考慮した歪み（応力）-比抵抗関係の定式化を予定した。①については、当初見込んでいた研究成果が得られた。具体的には、ワイヤ表面にSiO2絶縁層（正の固定電荷）が存在することで無歪み下での電気伝導率が増大すること、また、同層の存在により弾性歪み増加に伴うピエゾ抵抗変化率（ゲージ率）が倍増することを明らかにした。さらに、SiCナノワイヤをチャネルとしたFETを試作してキャリア輸送特性を評価したところ、ゲート絶縁膜の固定電荷の極性によってFET特性がn型、p型双方向に反転することを明らかにした。これらの成果は、SiC ナノワイヤ表面の絶縁膜が本来持っている固定電荷密度により、ワイヤのキャリア移動度やゲージ率が変化することを示したものと言える。②については、実験データが少なく、定式化するまでには至っていない。今後、更なるデータの収集を図り、実験式を構築していく。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(4 results)
