2026-11-09 東京大学
東京大学と東京理科大学の研究グループは、新規窒化物半導体である窒化ニオブアルミニウム（NbAlN）と窒化ガリウム（GaN）のヘテロ接合に形成される二次元電子ガス（2DEG）の量子輸送特性を明らかにした。反応性スパッタエピタキシー法によりNbAlN薄膜をエピタキシャル成長させ、界面の電子輸送特性を測定・解析した結果、NbAlNの分極効果によって2DEGの電子密度が約4.6倍に増加し、室温で約1,500 cm²/Vsの電子移動度が得られた。さらに、2Kの極低温・最大14テスラの磁場環境でシュブニコフ・ド・ハース（SdH）振動を観測し、電子の有効質量や量子緩和時間を評価した。従来のScAlN系ヘテロ接合と比較して大きな振動振幅と長い量子緩和時間が確認され、電子散乱機構の理解も進んだ。今後はNbAlN/GaN系を用いた高電子移動度トランジスタ（HEMT）の試作を進め、高耐圧・低損失の電力変換デバイスや高周波通信デバイスへの応用を目指す。
NbAlN/AlGaN/AlN/GaNヘテロ接合における二次元電子ガス（2DEG）のシュブニコフ・ド・ハース（SdH）振動の概略図
※本画像は生成AIを利用して作成されています。
＜関連情報＞
ScAlN/AlGaN/AlN/GaNおよびNbAlN/AlGaN/AlN/GaNヘテロ構造における2次元電子ガス（2DEG）のホール効果特性とシュブニコフ・デ・ハース振動
Hall Effect Properties and Shubnikov-de Haas Oscillations of 2DEG in ScAlN/AlGaN/AlN/GaN and NbAlN/AlGaN/AlN/GaN Heterostructures
Yusuke Wakamoto, Kouei Kubota, Tomoya Okuda, Souta Kurogi, Atsushi Kobayashi, Takuya Maeda
International Workshop on Nitride Semiconductors 2026 会期：2026年11月8日～13日
