窒化物半導体・超伝導体融合素子作製のための基盤技術構築

氮化物半导体/超导集成器件制造基础技术的确立

• 批准号: 21H01827
• 负责人: 小林 篤
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Tokyo University of Science (2023)The University of Tokyo (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 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01827/
• 关键词: 窒化物半導体; 窒化物超伝導体

本年度は、AlN基板上に成長させた窒化物超伝導体NbNの結晶構造の制御に取り組んだ。基板温度800℃ではNbNは岩塩型に結晶化し、AlN上にδ-NbN(111)がエピタキシャル成長したが、成長温度の上昇に伴い、結晶構造がε(六方晶)、γ(正方晶)と変化することが分かった。さらに、1220℃では六方晶β型がエピタキシャル成長することも明らかになった。逆格子マップ測定を行ったところ、β-Nb2Nのa軸長がAlNのa軸長に一致しており、β-Nb2Nがコヒーレント成長していることを確認した。HAADF-STEM観察では、β-Nb2Nのc面の積層順序がAlNと一致しており、安定な界面が形成されていることが分かった。

This year, we have selected several methods for the preparation of crystalline structures of nitride superconductors NbN grown on AlN substrates. Substrate temperature 800℃, NbN crystallization, AlN on δ-NbN(111), growth temperature rise, crystal structure ε(hexagonal), γ(tetragonal), crystallization. At 1220℃, the hexagonal β-form is grown. The inverse lattice measurement is consistent with the a-axis length of AlN and β-Nb2N. HAADF-STEM observation shows that the stacking order of β-Nb2N and AlN is consistent, and the stable interface is formed.

项目成果

Ultrathin rock-salt type NbN films grown on atomically flat AlN/sapphire substrates

在原子级平坦的 AlN/蓝宝石衬底上生长的超薄岩盐型 NbN 薄膜

• DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2021.126269
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Crystal Growth
• 影响因子: 1.8
• 作者: Kobayashi Atsushi;Ueno Kohei;Fujioka Hiroshi
• 通讯作者: Fujioka Hiroshi

Reduction of Twin Boundary in NbN Films Grown on Annealed AlN

• DOI: 10.1021/acs.cgd.1c01287
• 发表时间: 2022-01
• 期刊: Crystal Growth & Design
• 影响因子: 3.8
• 作者: Shunya Kihira;A. Kobayashi;K. Ueno;H. Fujioka

表面平坦化処理を施したAlN上へのNbNエピタキシャル成長

经过表面平坦化处理的 NbN 在 AlN 上外延生长

• 发表时间: 2021
• 作者: 山田 泰弘;中村 亮佑;後藤 直樹;毛利 真一郎;出浦 桃子;荒木 努;紀平俊矢,前田亮太,小林篤,上野耕平,藤岡洋
• 通讯作者: 紀平俊矢,前田亮太,小林篤,上野耕平,藤岡洋

Crystal‐Phase Controlled Epitaxial Growth of NbNx Superconductors on Wide‐Bandgap AlN Semiconductors

• DOI: 10.1002/admi.202201244
• 发表时间: 2022-09
• 期刊: Advanced Materials Interfaces
• 影响因子: 5.4
• 作者: A. Kobayashi;Shunya Kihira;T. Takeda;Masaki Kobayashi;T. Harada;K. Ueno;H. Fujioka

窒化物半導体と超伝導体の融合をめざして

致力于氮化物半导体与超导体的融合

• 发表时间: 2021
• 作者: K. Minehisa;H. Hashimoto;K. Nakama;T. Tanigawa;K. Sakaguchi;M. Yukimune;and F. Ishikawa;小林篤
• 通讯作者: 小林篤