【研究領域課題番号】18K04883 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ゲルマニウム / ゲルマナン / 分子線エピタキシー / インターカレート / トランジスタ / ゲルマネン / 分子線エピタキシ / インターカラント / 直接遷移 / カルシウム介在エピタキシ / Hexagonal / インターカラント介在エピタキシ / Germanene / Germanane / 電気二重層トランジスタ / Hexagonalゲルマニウム / Electron mobility / トポタクティック / 原子層構造 / Ⅳ族半導体 / カルシウム

【研究成果の概要】

シリコンプラットフォームと高親和性のⅣ族元素としてゲルマニウム(Ge)の電気的・光学的機能探索が要求されている。本研究ではGeの新規結晶構造構築による機能増強を目指し、アルカリ土類金属介在分子線エピタキシ法の開拓による新規Ge低次元構造作製と物性評価に関する研究を推進した。(1)カルシウム介在Ge分子線エピタキシャル成長手法を基幹技術として、トポタクティック反応による化学修飾Ge原子層(ゲルマナン)構造作製手法の確立、(2)ゲルマナンチャネル電気二重層トランジスタの作製と動作検証、(3)バレー散乱介在Ge系材料の光学評価手法の確立、これらの研究を通して、新規Ge低次元構造の機能探索を行った。

【研究の社会的意義】

次世代電子・光学材料として期待されているゲルマニウム(Ge)のさらなる機能探索として、化学修飾ゲルマニウム原子層(ゲルマナン)構造の作製手法の確立と物性評価を行った。作製したゲルマナン結晶はバルク単結晶に匹敵する優れた電気特性を示し、直接遷移型の光学特性を示した。これらの成果はGeのみならずシリコンを含めたⅣ族材料の高い潜在能力を示し、応用デバイス展開のみならず、新規Ⅳ族低次元に関する学理構築につながるものである。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)