スパッタエピタキシーによる革新的エキシトンデバイスの実現と励起子輸送機構の解明
研究課題情報
- 体系的番号
- JP18H01206
- 助成事業
- 科学研究費助成事業
- 資金配分機関情報
- 日本学術振興会(JSPS)
- 研究課題/領域番号
- 18H01206
- 研究種目
- 基盤研究(B)
- 配分区分
-
- 補助金
- 審査区分/研究分野
-
- 小区分14030:プラズマ応用科学関連
- 研究機関
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- 九州大学
- 研究期間 (年度)
- 2018-04-01 〜 2022-03-31
- 研究課題ステータス
- 完了
- 配分額*注記
- 17,550,000 円 (直接経費: 13,500,000 円 間接経費: 4,050,000 円)
研究概要
本研究は，高精度フラックス制御スパッタと代表者オリジナル材料ZIONを駆使して，革新的エキシトンデバイスを創製することを目的とした．主な成果としては，①単結晶ZIONエピタキシャル成長，②原子レベルで急峻なZION/ZnOヘテロ界面の形成，③ゲート電極への光照射によるエキシトントランジスタのスイッチング動作実証，が挙げられる．また本研究では，従来ブラックボックスとなっていた外場によるエキシトン輸送の機構解明も試みた．エキシトン輸送方向に平行な電界成分を外力とした拡散方程式を解いた結果，両極性拡散と不均一電界中での双極子の並進運動がデバイス内でのエキシトンの主な輸送機構である可能性が示された．
本研究は，代表者オリジナル材料であるZIONが有する潜在的な高いエキシトン束縛エネルギーとピエゾ効果を，高精度フラックス制御スパッタにより発現させ，エキシトントランジスタ実用の鍵となる「室温・長寿エキシトン」を実現することを目的としたものである．本研究は，プラズマ物理の視点から準粒子の物性探究を図るという学術的新規性に加え，情報通信ネットワークの高度化への寄与等，実用的観点からも意義を有する．