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「遷移金属ニオブを含む極性ウルツ鉱型窒化物半導体「NbAlN」の作製に成功 ~GaN系ヘテロ構造の界面電子密度を3倍超に高め、分極を生かした材料設計を拡張~」
東京理科大学先進工学部マテリアル創成工学科の小林篤准教授、池田和久助教、同大学院の黒木颯太氏、奥田朋也氏、菊池立貢氏、東京大学、三重大学の研究グループは、遷移金属ニオブ(Nb)を含む窒化アルミニウム系半導体「NbAlN」を、窒化ガリウム(GaN)上に単結晶の極性ウルツ鉱型薄膜として作製することに初めて成功したと発表しました。
AlNにスカンジウムなどを加えると格子定数や分極に関わる性質を大きく変えられることが知られていますが、金属的な結合を好む遷移金属を取り込みながら、ウルツ鉱型の結晶構造と一方向にそろった極性を保つことは困難でした。
研究グループは反応性スパッタエピタキシーにより薄膜を成長させ、Nbを23%含む約25nm厚のNbAlN薄膜がGaNと同じ金属極性の積層を保つことを確認しました。この膜をバリア層に加えた構造では、界面の二次元電子ガスの密度が5.1×10¹²cm⁻²から1.7×10¹³cm⁻²へと3倍超に増えました。本成果は国際学術誌『Advanced Materials』に9月3日付でオンライン掲載されました。
出典:東京理科大学 2026年9月7日 プレスリリース
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000276.000102047.html



