【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.13】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT0126
利用課題名 / Title
強誘電体ヘテロ接合界面の原子構造観察
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
セラミックスデバイス/ Ceramic device,電子顕微鏡/ Electronic microscope,ワイドギャップ半導体/ Wide gap semiconductor,集束イオンビーム/ Focused ion beam
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
橋本 晋亮
所属名 / Affiliation
TDK株式会社
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
岩田 健史
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
柴田 直哉
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
UT-001：低加速電圧対応原子分解能走査型透過電子顕微鏡
UT-002：軽元素対応型超高分解能走査透過型電子顕微鏡（Cs-STEM）
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
大きな自発分極を持つ強誘電体材料であるScAlNはGaNとのヘテロ接合界面に高濃度の2次元電子ガスを形成することができ高電子移動度トランジスタへの活用が期待されている。安定した電気特性を得るためには界面近傍の構造を原子レベルで制御することが重要である。本研究では、GaN基板上にスパッタ法でScAlNを成膜したサンプルの原子分解能STEM観察を行い、ヘテロ接合界面近傍の原子構造解析を行った。
実験 / Experimental
GaN基板上にスパッタ法でScAlNを成膜したサンプルについて走査透過電子顕微鏡(STEM:UT-001,002)による原子分解能観察を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
図1に環状明視野(ABF)検出器を用いた原子分解能STEM観察の結果を示す。ScAlN/GaNヘテロ接合界面にミスフィット転位などの欠陥が存在せず、ScAlNとGaNの極性が揃っていることが確認された。原子変位を詳細に解析した結果、ヘテロ接合界面近傍ではScAlNの格子定数および分極は成膜プロセスに対して安定であることが示唆された。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 ScAlN/GaNヘテロ接合界面近傍のABF STEM原子分解能像
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 橋本晋亮，関岳人，前田拓也，小林篤，幾原雄一，柴田直哉，“ScAlN/GaNヘテロ接合界面の原子分解能STEM観察”，日本顕微鏡学会，2024年6月．
- S. Hashimoto, T. Seki, A. Kobayashi, T. Maeda, Y. Ikuhara and N. Shibata, “Atomic-resolution STEM observation of ScxAl1-xN/GaN heterojunction interface”, ALC’24, Matsue, Japan, Nov. 2024
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件