SiC薄膜成長過程のマルチスケール転位動力学の開発と底面-貫通転位変換過程の解明
【研究分野】機械材料・材料力学
【研究キーワード】
分子動力学 / 4H-SiC / 転位 / ナノマイクロ材料力学
【研究成果の概要】
4H-SiCは先端パワーデバイスの材料として期待されている。本論文では、らせん型基底面転位(BPD)から貫通らせん転位(TED)への変換プロセスを反応経路解析により明らかにした。部分転位対の収縮は表面近くで起こりやすく、表面がSi面のほうが起こりやすいことがわかった。また、BPDの交差すべりは表面近傍で起こりやすく、Si面のほうが起こりやすいことがわかった。加えて、交差すべりの抑制プロセスが、グライドセット面からシャフルーグライド混合タイプへの遷移過程であることがわかった。分子動力学シミュレーションにより、オフ角を設定した基板中のBPD-TED変換が低温でも即座に起こることを示した。
【研究の社会的意義】
本研究は、応用物理学会で二回の受賞(第65回応用物理学会 春季学術講演会 講演奨励賞、第78回応用物理学会 秋季学術講演会 PosterAward」)を受けており、学術・産業界において非常にインパクトの高い研究である。それらの成果はJapanese Journal of Applied Physicsに掲載されている。 また、SIPプロジェクト「次世代パワーエレクトロニクス」のメンバの中でも情報収集され、企業や研究所のメンバと議論を行った。今後、SiCパワーデバイスの品質改善に応用されていく予定である。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
波田野 明日可 | 東京大学 | 大学院工学系研究科(工学部) | 講師 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)