表面ホール電位分布計測による電子材料内部埋没構造のナノレベル透視技術の開発

通过测量表面空穴电位分布开发电子材料内部埋入结构的纳米级透视技术

• 批准号: 17760029
• 负责人: 有馬 健太
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760029/
• 关键词: 表面ホール電位分布; ケルビン法; ケルビンフォース顕微鏡; 埋没構造; ホール効果; 半導体材料

次世代の高性能電子デバイスを実現するためには、そこで用いられる各種電子材料の高性能化を実現する産業技術の確立、特に、電子材料内部の微視的な構造や電子状態を計測・評価できる技術の確立が求められる。そこで、電子材料の水平面内で直交する方向に電流と磁場を印加した際に、ホール効果によって現れる表面ホール電位分布をナノスケールの空間分解能で測定できる装置の開発を目指している。既に、電位検出機構にケルビン法を用いた基礎実験装置により、表面ホール電位の存在やその基礎特性の抽出を終えており、外部発表を行っている(2006年度:原著論文1件、国際会議発表2件、特許出願1件)。本年度は、非接触原子間力顕微鏡(非接触AFM)の原理を表面ホール電位分布観察に応用した、新規の顕微鏡ステージの設計を行った。顕微鏡ステージが満たすべき仕様として、(1)非磁性体材料により構成されていること、(2)試料面内に電流印加ができること、(3)試料面内で電流印加と直交する方向に永久磁石の挿入が可能であること、(4)非接触AFM観察が可能であることを考慮し、製作を行った。また、計測に必要な制御回路系を整備した。次に、準備した顕微鏡システムの性能を評価するために、イオンビーム加工により表面に微細パターンを形成した半導体表面の非接触AFM観察を行った。これにより、本装置に採用している微動用ピエゾ素子の変位量較正を行った。さらに、電流印加や磁場印加時の半導体表面における非接触AFM観察を行い、高空間分解能での表面ホール電位分布観察を行うにあたって必要となる技術的・学問的な知見を得た。

The next generation of high-performance electronic materials has been developed for various applications. The establishment of industrial technology, measurement and evaluation of the structure and electronic state of Weishi app inside electronic materials have been established. In the horizontal plane of the electronic material, the current, magnetic field and spatial decomposition energy of the surface potential distribution are measured. In addition, potential detection mechanism, basic equipment, surface potential detection mechanism, basic characteristics extraction, external development mechanism (FY2006: 1 original paper, 2 international conference presentations, 1 licensed proposal). This year, the principle of non-contact atomic force microscopy (AFM), the observation of surface potential distribution, and the design of new micromirrors were introduced. (1) Non-magnetic material composition,(2) Current in sample plane,(3) Permanent magnet penetration in orthogonal direction of current in sample plane,(4) Non-contact AFM observation. The necessary control loop system for measurement is prepared. Next, prepare for the performance evaluation of the micro-mirror system, and conduct non-contact AFM inspection of the semiconductor surface. This device uses micromotion to adjust the position of the element. Non-contact AFM observation of semiconductor surfaces during current and magnetic field induction, high spatial resolution energy, surface potential distribution observation, and necessary technical knowledge were obtained.

项目成果

Development of Surface Hall Potentiometry to Characterize Semiconductor Films

开发表征半导体薄膜的表面霍尔电位法

• 发表时间: 2006
• 期刊: ABSTRACTS of Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
• 作者: Kenji Hiwa;Ryoji Nakaoka;Mizuho Morita;Kenta Arima
• 通讯作者: Kenta Arima

Development of Surface Hall Potentiometry for Characterizing Semiconductor Materials

用于表征半导体材料的表面霍尔电位法的开发

• 发表时间: 2006
• 期刊: Extended Abstracts of the International 21st Century COE Symposium on Atomistic Fabrication Technology
• 作者: Yuji Hidaka;Kenji Hiwa;Mizuho Morita;Kenta Arima
• 通讯作者: Kenta Arima

Surface Hall Potentiometry to Characterize Functional Semiconductor Films

用于表征功能半导体薄膜的表面霍尔电位法

• 发表时间: 2005
• 期刊: Extended Abstracts of the 2005 International Conference on SOLID STATE DEVICES AND MATERIALS
• 作者: Kenta Arima;Kenji Hiwa;Ryoji Nakaoka;Mizuho Morita
• 通讯作者: Mizuho Morita

表面ホール電位測定による半導体材料の電気的性質の評価

通过测量表面空穴电位评估半导体材料的电性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: 2005年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集
• 作者: 桧皮賢治;仲岡亮史;森田瑞穂;有馬健太
• 通讯作者: 有馬健太

SAMPLE OBSERVATION METHOD AND OBSERVATION DEVICE

样品观察方法及观察装置

• 发表时间: 2006