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- 305-0044 茨城県つくば市並木1-1 [アクセス]
研究内容
- Keywords
半導体、結晶成長、界面
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
所属学会
日本セラミックス協会, 応用物理学会
電子・光機能材料研究センター
岩塩型窒化物半導体の光・電子デバイスへの応用
窒化物半導体，岩塩型結晶構造，光・電子材料，薄膜
概要
GaNに代表されるIIIb族窒化物の光・電子デバイス研究の進展に伴い、ScNの半導体分野への応用が期待されている。ScNは、岩塩型結晶構造のIIIa族窒化物であり、大きな非化学量論的組成に起因する欠陥から生成された高濃度キャリアを有するn型半導体であり、高い電子移動度を示す。また、(111)配向した岩塩型ScNとc軸配向したウルツ鉱型GaNは格子整合し、岩塩型ScNと閃亜鉛鉱型GaNの格子定数も一致することから、小さな格子不整合を利用したGaN/ScNヘテロ構造など、GaN系半導体との融合も期待されている。
新規性・独創性
● 新しい窒化物半導体材料の探索
● 岩塩型窒化物のヘテロエピタキシャル成長
● 大きな非化学量論的組成を持つScNの物性制御
● 岩塩型窒化物とGaN系半導体との固溶・積層化
内容
Scは用途が限られているために高価な元素の部類に含まれるが、地球上に豊富に存在する資源的に恵まれた材料である。その窒化物であるScNは、岩塩型結晶構造の化合物であり、非化学量論的組成に起因する欠陥から生成された高濃度キャリアを有するn型半導体であるにもかかわらず、高い電子移動度を示す。しかしながら、その物性には不明な点が多い。
本研究では、分子線エピタキシー法により高品質なScN薄膜を合成し、その物性を明らかにするとともに、岩塩型半導体の半導体素子への応用の可能性を検討している。
まとめ
成長条件の最適化により、高品質なScN薄膜のヘテロエピタキシャル成長に成功し、ScNが大きな非化学量論的組成を持ち、その組成により光・電子物性が大きく変化することを明らかにした。非化学量論的組成の制御やドーピングによる物性制御が実現すれば、ScNの半導体素子への応用が期待できる。
