SAGA UNIVERSITY
POWER ELECTRONICS LABORATORY (Prof. Kasu)

[論文1] Y. Taniyasu, M. Kasu, and T. Makimoto,
“An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres”,
Nature vol.441, p.325-328, (2006), 被引用件数306件.

窒化アルミニウム(AlN)は直接遷移型半導体の中で最も広いバンドギャップ(6.0eV)を持つ。
まずAlNの貫通転位が電子移動度を制限していることを明らかにし、
成長表面で吸着原子の表面拡散を促進させることにより、
高移動度でn型伝導性を示すAlNの結晶成長が可能になった。
つぎにp型化を実現し、半導体で世界最短波長210nmの電流注入発光を観測した。

[論文2] K. Ueda, M. Kasu, Y. Yamauchi, T. Makimoto, M. Schwitters, D. J. Twitchen, G. A. Scarsbrook, and S. E. Coe,
“Diamond FET using high-quality polycrystalline diamond with fT of 45 GHz and fmax of 120 GHz”,
IEEE Electron Device Letters vol.27, p.570-572 (2006), 被引用件数35件.

水素終端ダイヤモンド表面のp型伝導性を用いたFETを作製し、世界最高の遮断周波数を達成し、
ダイヤモンドFETのミリ波帯増幅の有用性を実証した。
水素終端ダイヤモンド表面の正孔生成がNO2吸着により起こることを実験的に明らかにし、
水素終端ダイヤモンド表面に極めて高濃度の二次元正孔を生成させる成果に繋がった。

[論文3] M. Kasu, M. Kubovic, A. Aleksov, N. Teofilov, Y. Taniyasu, R. Sauer, E. Kohn, T. Makimoto, and N. Kobayashi,
"Influence of epitaxy on the surface conduction of diamond film"
Diamond and Related Materials vol.13, p.226-232 (2004), 被引用件数35件.

E-MRS 2003招待講演の内容を論文化したもの。水素終端ダイヤモンド表面のp型伝導性を用いたFETを作製し、
優れた高周波増幅特性を示した。ダイヤモンドの結晶品質、具体的に水素終端表面、不純物、結晶欠陥が、
FET特性に与える影響を明らかにした。

[論文4] Y. Taniyasu, M. Kasu, and T. Makimoto,
“Field emission properties of heavily Si-doped AlN in triode-type display structure“,
Appl. Phys. Lett. vol.84, p.2115-2117 (2004) , 被引用件数43件.

窒化アルミニウム(AlN)表面は負の電子親和力を持つ。私はAlNにSiドーピングを行い
AlN中に伝導電子を生成することにより飛躍的に電子電界放出を高効率化した。
それを用い三極管型のフラットパネルディスプレイ基本構造を作製し、実用レベルの輝度の発光を示した。

[論文5] Y. Taniyasu, M. Kasu, and N. Kobayashi,
“Intentional control of n-type conduction for Si-deoped AlN and AlGaN (0.42<x<1)”,
Appl. Phys. Lett. vol.81 p.1255-1257 (2002), 被引用件数69件.

窒化アルミニウム(AlN)のｎ型伝導性の初めての報告。AlNにSiドーピングを行い、
ｎ型が得られることを示した。ある上限ドーピング濃度を越えるとSi原子がV族サイトに入りアクセプタとして働き、
Siドナーを補償するメカニズムを明らかにした。

[論文6] M. Kasu and N. Kobayashi,
"Surface-diffusion and step-bunching mechanisms of metalorganic vapor-phase epitaxy studied by high-vacuum scanning tunneling microscopy"
J. Appl. Phys. vol.78, p.3026-3035 (1995) [Errata; J. Appl. Phys. vol.79, p.1822-1823 (1996)], 被引用件数53件.

有機金属気相成長（MOCVD）の反応管に高真空チャンバーを接続した装置を作製し、
高真空走査型トンネル顕微鏡(UHV-STM)で、MOCVD成長表面の二次元核を初めて原子レベルで観察した。
二次元核の形状の異方性は分子線エピタキシー(MBE)成長表面の場合と反対で、
表面再構成原子構造の違いによって説明した。
分子層分の成長で形成した二次元核の密度をSTM像から求め、モンテカルロシミュレーション結果と比較し、
吸着原子の表面拡散係数を定量的に算出した。

[論文7] M. Kasu and N. Kobayashi,
"Equilibrium multiatomic step structure of GaAs (001) vicinal surfaces grown by metalorganic chemical vapor deposition",
Appl. Phys. Lett. vol.62, p.1262-1264 (1993), 被引用件数88件.

有機金属気相成長(MOCVD)微傾斜表面で原子ステップが集合するステップバンチング現象を見出し、
マイクロステップ端がエネルギー的に安定な高指数面の（117）B面になることを報告した。
これを説明するため、微傾斜表面が、表面エネルギーの低い2つのファセット面に相分離し、
表面全体のエネルギーを下げる機構を提案した。
このステップバンチング現象を用いた段丘表面構造をもつ量子細線研究は、阪大産研によって発展された。

[論文8] M. Kasu and T. Fukui,
"Multi-atomic steps on metalorganic chemical vapor deposition-grown GaAs vicinal surfaces studied by atomic force microscopy",
Jpn. J. Appl. Phys. vol.31, p.L864-866 (1992), 被引用回数53件。

有機金属気相成長(MOCVD)表面において、原子ステップが集合する（ステップバンチング）現象を初めて見出した。
表面の傾斜方向によってマクロステップ端の直線性が大きく異なること、マクロステップ間隔が飽和することがわかり、
これらの現象を、吸着原子の表面拡散過程による機構で説明した。

[論文9] M. Kasu, T. Yamamoto, S. Noda, and A. Sasaki,
"Absorption spectra and photoluminescent processes of AlAs/GaAs disordered superlattices",
Jpn. J. Appl. Phys. vol.29, p.828-834 (1990), 被引用回数41件。

単分子層（2.8Å）を正確に成長制御可能な分子線エピタキシー（MBE）を立ち上げ、
我々が提案した不規則超格子と規則超格子、混晶半導体を成長し、物性を比較した。
原子配列の不規則性から、バンド端付近に局在準位による裾が生じることを光吸収スペクトラムから見出し、
不規則超格子のフォトルミネッセンス強度の増大を説明した。

[論文10] T. Yamamoto, M. Kasu, S. Noda, and A. Sasaki,
"Photoluminescent properties and optical absorption of AlAs/GaAs disordered superlattices",
J. Appl. Phys. vol.68, p.5318-5323 (1990), 被引用回数99件。

我々はAlAs層とGaAs層を交互に、１～3分子層(3~8Å)と不規則な膜厚で、積層する不規則超格子を提案した。
まず分子線エピタキシー（MBE）を、単分子層（2.8Å）尺度で正確に成長制御できるようにした。
つぎに、不規則超格子、規則超格子と混晶半導体をMBE成長し、光物性を比較することにより、
混晶半導体の原子配列の不規則性が光物性に与える影響を調べた。

[論文11] M. Kasu, K. Ueda, H. Ye, Y. Yamauchi, S. Sasaki, and T. Makimoto, “2 W/mm output power density at 1 GHz for diamond FETs”, Electronics Letters vol.41, p.1249-1250 (2005), 被引用件数67件.

高純度ダイヤモンドを用いFETを作製し、現在実用されているGaAs パワーFETの2倍に相当する1GHzの高周波出力電力を得た。ダイヤモンドのマイクロ波帯パワーデバイスの有用性を世界に示した。

[論文1２] K. Ueda, M. Kasu, Y. Yamauchi, T. Makimoto, M. Schwitters, D. J. Twitchen, G. A. Scarsbrook, and S. E. Coe, “Diamond FET using high-quality polycrystalline diamond with fT of 45 GHz and fmax of 120 GHz”, IEEE Electron Device Letters vol.27, p.570-572 (2006)、被引用件数109件.

水素終端ダイヤモンド表面のｐ型伝導性を用いたFETを作製し、世界最高の電力利得の遮断周波数(fMAX)を達成し、ダイヤモンドFETのミリ波帯電力増幅の可能性を示した。

[論文1３] Y. Taniyasu, M. Kasu, and T. Makimoto, “An aluminium nitride light-emitting diode with a wavelength of 210 nanometres”, Nature vol.441, p.325-328, (2006) 、被引用件数898件.

窒化アルミニウム(AlN)は直接遷移型半導体の中で最も広いバンドギャップ(6.0 eV)を持つ。まず高品質のAlN結晶およびn型伝導性、p型伝導性を示すAlNの結晶成長を可能にし、つぎに発光ダイオード構造を作製し、半導体で世界最短波長210nmの電流注入発光に成功した。このAlN LEDは殺菌やPCB、ダイオキシン等を分解する環境デバイスとして注目を浴びている。

[論文1４] T. Oishi, Y. Koga, K. Harada, M. Kasu, “High-mobility β-Ga2O3 (-201) single crystals grown by edge-defined film-fed growth method and their Schottky barrier diodes with Ni contact”, Applied Physics Express 8, 031101 (2015)、被引用件数９件.

高い移動度（85Kで886cm2/(Vs)）を用いて高性能のβ-Ga2O3ショットキーバリアダイオード（SBD）を作製した。 移動度の温度測定結果を、各散乱機構で決まる移動度の理論計算値と比較し、電子の散乱機構を明らかにした。

[論文15] K. Hanada, T. Moribayashi, T. Uematsu, S. Masuya, K. Koshi, K. Sasaki, A. Kuramata, O. Ueda, and M. Kasu “Observation of nanometer-sized crystalline grooves in as-grown β-Ga2O3 single crystals”, Japanese Journal of Applied Physics Rapid Communications vol.55, pp.030303 (2016). DOI: 10.7567/JJAP.55.030303

β型酸化ガリウム単結晶で、ナノメータサイズのボイド（空洞）を発見した。

[論文16] T. Oishi, K. Harada, Y. Koga, and M. Kasu, “Study on conduction mechanism in highly doped b-Ga2O3 (-201) single crystals grown by edge-defined film-fed growth method and their Schottky barrier diodes”, Japanese Journal of Applied Physics Rapid Communications　vol.55, pp.030305 (2016). DOI: 10.7567/JJAP.55.030305

β型酸化ガリウム単結晶の導電特性を調べ、ショットキーバリアダイオードを作製した。

[論文17] M. Kasu, K. Hirama, K. Harada, and T. Oishi, “Study on capacitance–voltage characteristics of diamond field-effect transistors with NO2 hole doping and Al2O3 gate insulator layer”, Japanese Journal of Applied Physics vol.55, pp.041301 (2016).

ダイヤモンドMOS構造のバンドアライメントをC-V測定により明らかにした。 DOI: 10.7567/JJAP.55.041301

[論文18] S. Masuya, K. Hanada, T. Uematsu, T. Moribayashi, H. Sumiya, and M. Kasu, “Determination of the type of stacking faults in single-crystal high-purity diamond with a low dislocation density of < 50 cm−2 by synchrotron X-ray topography”, Japanese Journal of Applied Physics vol.55, pp. 040303 (2016). DOI: 10.7567/JJAP.55.040303

シンクロトロンX線トポグラフィーを用いて、高品質ダイヤモンド単結晶の積層欠陥（面欠陥）の種類を同定した。

[論文19] K. Takahashi, M. Imamura, K. Hirama, and M. Kasu, “Electronic states of NO2-exposed H-terminated diamond/Al2O3 heterointerface studied by synchrotron radiation photoemission and X-ray absorption spectroscopy”, Applied Physics Letters vol.104, pp.072101 (2014) doi.org/10.1063/1.4865929

シンクロトロン光電子分光により、Al2O3/NO2ドープした水素終端ダイヤモンド界面の電子状態を測定し、バンドアライメントを導出した。

[論文20] M. Kasu, R. Murakami, S. Masuya, K. Harada, and H. Sumiya “Synchrotron X-ray topography of dislocations in high-pressure high-temperature-grown single-crystal diamond with low dislocation density”, Applied Physics Express vol.7, pp.125501 (2014). DOI: 10.7567/APEX.7.125501

シンクロトロンX線トポグラフィにより高温高圧合成ダイヤモンド単結晶の転位の種類や特性を明らかにした。