酸化ガリウム低指数面の清浄・吸着表面の原子構造と電気特性

低折射率氧化镓表面清洁和吸附表面的原子结构和电性能

基本信息

批准号：
22K04177
负责人：
花田貴
金额：
$ 2万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目的はβ- 酸化ガリウム自体の持つ優れた特性から期待される潜在的なデバイス性能を限界まで引き出すために必要となる電極や誘電体との理想的な界面構造の実現を目指して、2種のIII族サイトをつβ- 酸化ガリウムの表面および金属やその酸化物との界面で安定となる原子構造はどのようなものか、どのような原子間相互作用によってそれらの構造ができるのかを解明することである。今年度は(010) 、(001)、(-201)面というデバイス作製に用いられている代表的な低指数面について真空中加熱で得られた清浄表面の全反射高速陽電子回折(TRHEPD)測定を高エネルギー加速器研究機構(KEK)・物質構造科学研究所・低速陽電子実験施設で行った。単斜晶であるβ- 酸化ガリウムをはじめとする任意の結晶構造の表面原子配列に対してTRHEPDと反射高速電子回折(RHEED)の動力学的回折計算ができるソフトを作成し公開した。さらに視射角走査と方位角走査の複合的な走査条件下での複数の回折点の強度曲線について、すべて同時に実験を再現できる原子構造を探索するＲ因子最小化ソフトを作成した。今年度は実験結果の蓄積と解析ソフトの作成までを主に行った。鏡面反射強度曲線のみを用いた表面垂直方向に限った予備的な構造解析によると、真空加熱表面の原子配列は単純なバルクの切断面では無く、ガリウムと酸素の表面原子欠損と原子変位を大きく変調させることで実験結果を再現できることが分かった。

这项研究的目的是实现具有电极和电介质的理想界面结构，这对于从氧化β-galliumβ-gallium本身的出色特性中提取潜在的设备性能是必不可少的，并阐明了哪些原子结构在β-gallium氧化物表面稳定，以及与金属及其氧化物及其氧化物及其互动的界面，以及这些结构的互动，以及这些结构的互动。 This year, the typical low-exponential surfaces used in fabricating devices called the (010), (001), and (-201) surfaces were totally reflected high-speed positron diffraction (TRHEPD) measurements of clean surfaces obtained by vacuum heating were performed at the Institute for High Energy Accelerator Research (KEK), Institute for Material Structural Sciences, and the Low-speed positron experimental 设施。我们创建了和发表的软件，可以对TRHEPD和反射性高速电子衍射（RHEED）进行动态衍射计算，以用于包括单斜β-铝氧化物在内的任意晶体结构的表面原子布置。此外，创建了一个R因子最小化软件来搜索可以在视觉和方位角扫描的组合扫描条件下同时再现多个衍射点的实验的原子结构。今年，我主要致力于积累实验结果并创建分析软件。初步的结构分析仅使用镜面反射强度曲线仅限于表面的垂直方向，表明真空加热表面的原子排列不是一个简单的散装切割表面，但可以通过大调节表面原子缺陷和凝固剂和牛根的原子位移来复制。