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

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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。