液相プロセスによる14族シート創製と高移動度化に向けたマルチプローブ局所伝導計測

通过液相工艺和多探针局部传导测量创建第 14 组板材，以实现高迁移率

基本信息

批准号：
21H01813
负责人：
久保理
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Gifu University (2023)Osaka University (2021-2022)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度はゲルマニウム単層の両面をメチル基で終端したメチル化ゲルマナン（GeCH3）をチャネルとした電界効果トランジスタ（FET）の特性の調査を行った。温度を変化させて移動度を計測した結果、前年度に水素化ゲルマナン（GeH）で観測された、室温付近からの移動度の急激な減少は見られなかった。これは、GeHに比べて温度安定性に優れることを示唆していると考えられる。また、ソース・ドレイン電極の金属種類については、GeHにおいては前年度にNiがよいとの結果を得ていたが、GeCH3の場合には、Ni電極使用時はp型動作のみを観測し、そのホール移動度はGeHを完全に上回ることがわかった。一方、Ti電極使用時にはn型動作も確認できたが、現在得られている電子移動度はGeHを下回っている。また、前年度に試みた錫の水素終端シート・スタナンの作製のため、母材料となる錫化バリウム（BaSn2）の高純度化について検討したが成功には至っていない。一方、スタナンと同様に電界によってバンドギャップの大きさを変調できる材料として二酸化バナジウム（VO2）に着目し、本年度より本格的な作製・評価を開始した。これまでにもVO2はパルスレーザー蒸着法をはじめ様々な手法で作製されているが、どの手法においてもドメインサイズが小さく、性能が安定しないことが問題となっている。本研究では、最近あらたな薄膜成長手法として注目されているミスト化学気相成長法にを用いたVO2成膜を試みている。既に成膜には成功しており、電界変調ではないが、通常の金属―絶縁体転移の観測にも成功した。本研究では、ゲルマナンをはじめとした創製材料の電気伝導と欠陥などの相関を解明するため、多探針走査プローブ顕微鏡を活用する予定であり、2022年8月に簡易型の走査電子顕微鏡の導入が完了した。今後は創製材料の伝導特性のマルチプローブ計測を進めていく予定である。

今年，我们使用甲基化的德国烷（GEECH3）通道研究了现场效应晶体管（FET）的特征，这些通道的两边是用甲基终止的锗单层。通过变化的温度来衡量活动能力，因此，前一年与德国氢（GEH）观察到的室温的迁移率没有突然降低。人们认为这表明它具有比GEH更好的温度稳定性。此外，就源和排水电极的金属类型而言，NI在上一年的GEH中获得了Ni，但是对于GECH3，仅观察到使用NI电极时只观察到P型操作，并且发现孔迁移率完全超过了GEH的孔。另一方面，使用Ti电极时也确认了N型操作，但是当前获得的电子迁移率低于GEH。此外，为了准备上一年尝试的氢终止的锡片stannan，我们研究了基本材料的改进（Basn2）的改进，但尚未成功。另一方面，像Stannan一样，我们将重点放在二氧化钒（VO2）上，作为一种可以通过电场调节带隙大小的材料，并于今年开始全面生产和评估。 VO2已使用各种方法（包括脉冲激光沉积）制造，但问题是域的大小很小，并且在所有方法中都不稳定性能。在这项研究中，我们试图使用雾化学蒸气沉积来形成VO2膜，该薄膜最近作为一种新的薄膜生长方法引起了人们的注意。该薄膜已经成功形成，尽管它不是电场调制，但也成功地观察到了正常的金属绝缘体过渡。在这项研究中，我们计划使用多探针扫描探针显微镜来澄清电导率与创意材料（例如德国人）的缺陷之间的相关性，以及在2022年8月完成了简单的扫描电子显微镜。未来，我们计划始于创建材料的电导率的多探针测量。