阪大、不明だった絶縁膜/SiC界面発光中心のエネルギー準位を解明

大阪大学(阪大)と豊田中央研究所(豊田中研)の両者は2月28日、これまで不明だった、絶縁膜/炭化ケイ素(SiC)界面発光中心のエネルギー準位を解明することに成功したと共同で発表した。

同成果は、阪大大学院 工学研究科の小林拓真准教授、同・大西健太郎大学院生、同・中沼貴澄大学院生、同・渡部平司教授、豊田中研の遠山晴子博士、同・田原康佐博士、同・朽木克博博士らの共同研究チームによるもの。詳細は、米国物理学協会が刊行する材料科学を扱う学術誌「APL Materials」に掲載された。

SiCは、シリコンと炭素が1:1の割合で構成される共有結合性の化合物半導体で、広い禁制帯幅(電子が存在できないエネルギー領域)を有するため、ワイドギャップ半導体の1つとして利用が進んでいる。また、量子材料であるダイヤモンドと同様の優れた材料物性を示すことでも知られる。しかも、ダイヤモンドと比較して微細加工やプロセス技術も進展していることから、オンチップ集積が可能な量子技術の実現が期待されている。また、SiCの固体中の発光中心は単一光子源(光の最小単位の1個の光子を放出できる光源)として機能することから、量子技術においても重要な役割を担う。たとえば、量子コンピューティングや量子暗号通信のために、光子の偏光や位相などの自由度を利用した方式が提案されている。

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  絶縁膜/SiC界面発光中心の発光の模式図。緑色のレーザーで励起すると橙色～赤色で発光する(出所:阪大Webサイト)