三元系酸化物群の基礎物性の解明

• Project/Area Number: 14J00763
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Inorganic materials/Physical properties
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 鈴木 一誓 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 第一原理計算 / 酸化物半導体 / 三元系酸化物

Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続き、β-NaFeO2型酸化物の電子構造を第一原理計算によって解析し、結晶構造が電子構造に与える影響を検討した。Cu+やAg+などのd10電子配置のイオンを含むβ-NaFeO2型酸化物の電子構造においては、Cu+やAg+の周囲の局所構造や、最近接原子間距離（Cu-Cu、Ag-Ag距離）が、価電子帯の分散を決定する因子であることを明らかにした。これらの成果は、論文二報として発表予定である。
また、β-CuGaO2薄膜の前駆体となるβ-NaGaO2薄膜を、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法によって作製し、各種成膜パラメータが得られる薄膜の組成や結晶性、配向性にどのような影響を与えるかを検討した。成膜するサファイア基板の配向面によって、種々の配向性をもつβ-NaGaO2薄膜が得られることが明らかとなった。また、スパッタリングや電子ビームによる成膜では、時間経過によってターゲットの組成が変化してしまうため、化学量論組成のβ-NaGaO2薄膜を得るためには、ターゲットの組成が変化しづらい成膜方法を検討する必要がある。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] First principles calculations of ternary wurtzite β-CuGaO2 (2016)
  • Author(s): Issei Suzuki, Hiraku Nagatani, Masao Kita, Yuki Iguchi, Chiyuki Sato, Hiroshi Yanagi, Naoki Ohashi, Takahisa Omata
  • Journal Title: Journal of Applied Physics Volume: 119 Issue: 9 Pages: 095701-095701
  • DOI: 10.1063/1.4942619
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structure of β-AgGaO2; ternary I-III-VI2 oxide semiconductor with a wurtzite-derived structure (2015)
  • Author(s): Hiraku Nagatani, Issei Suzuki, Masao Kita, MasahikoTanaka, Yoshio Katsuya, Osami Sakata, Takahisa Omata
  • Journal Title: Journal of Solid State Chemistry Volume: 222 Pages: 66-70
  • DOI: 10.1016/j.jssc.2014.11.012
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structural and Thermal Properties of Ternary Narrow-Gap Oxide Semiconductor; Wurtzite-Derived β-CuGaO2 (2015)
  • Author(s): Hiraku Nagatani, Issei Suzuki, Masao Kita, Masahiko Tanaka, Yoshio Katsuya, Osami Sakata, Shogo Miyoshi, Shu Yamaguchi, and Takahisa Omata
  • Journal Title: Inorganic Chemistry Volume: 54 Issue: 4 Pages: 1698-1704
  • DOI: 10.1021/ic502659e
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Wurtzite-derived ternary I-III-O2 semiconductors (2015)
  • Author(s): T Omata, H Nagatani, I Suzuki and M Kita
  • Journal Title: Science and Technology of Advanced Materials Volume: 16 Issue: 2 Pages: 024902-024902
  • DOI: 10.1088/1468-6996/16/2/024902
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 新しいナローギャップ酸化物半導体の探索：多元系ウルツ鉱型化合物 (2016)
  • Author(s): 鈴木一誓
  • Organizer: 日本学術振興会 透明酸化物 光・電子材料 第166委員会 第70回研究会
  • Place of Presentation: アイビーホール青学会館（東京都渋谷区）
  • Year and Date: 2016-01-29
• [Presentation] Fabrication of β-CuGaO2 thin films; An Oxide Thin-Film Solar Cell Absorber (2015)
  • Author(s): Issei Suzuki, Hiraku Nagatani, Masao Kita and Takahisa Omata
  • Organizer: 2015 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • Place of Presentation: フェニックスコンベンションセンター（アメリカ・ボストン）
  • Year and Date: 2015-12-02
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Fabrication of β-CuGaO2 Thin Films; An Oxide Thin-Film Solar Cell Absorber (2015)
  • Author(s): Issei Suzuki, Hiraku Nagatani, Masao Kita and Takahisa Omata
  • Organizer: The 9th Symposium on Transparent Oxide and Related Materials for Electronics and Optics (TOEO-9)
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（茨城県つくば市）
  • Year and Date: 2015-10-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ウルツ鉱型関連構造の四元系ナローギャップ酸化物半導体Cu2ZnGeO4の合成 (2015)
  • Author(s): 喜多正雄、鈴木一誓、長谷拓、水野裕貴、小俣孝久
  • Organizer: 日本セラミックス協会 第28回秋季シンポジウム
  • Place of Presentation: 富山大学（富山県富山市）
  • Year and Date: 2015-09-18
• [Presentation] Novel Ternary Wurtzite Semiconductor β-CuGaO2 (2015)
  • Author(s): Issei Suzuki, Hiraku Nagatani, Masao Kita, Hiroshi Yanagi, Naoki Ohashi and Takahisa Omata
  • Organizer: 17th International Conference on II-VI Compounds and Related Materials
  • Place of Presentation: パリ第六大学（フランス・パリ）
  • Year and Date: 2015-09-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Fabrication of β-CuGaO2 Thin Films (2015)
  • Author(s): Issei Suzuki, Hiraku Nagatani, Masao Kita and Takahisa Omata
  • Organizer: 17th International Conference on II-VI Compounds and Related Materials
  • Place of Presentation: パリ第六大学（フランス・パリ）
  • Year and Date: 2015-09-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 酸化物薄膜太陽電池材料β-CuGaO2の薄膜作製 (2015)
  • Author(s): 鈴木一誓、長谷拓、喜多正雄、小俣孝久
  • Organizer: 資源素材学会 平成27年度資源・素材関係学協会合同秋季大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県松山市）
  • Year and Date: 2015-09-08
• [Presentation] 新規酸化物半導体：ウルツ鉱型 β-CuGaO2 (2015)
  • Author(s): 鈴木一誓、長谷拓、喜多正雄、井口雄喜、佐藤千友紀、柳博、大橋直樹、小俣孝久
  • Organizer: 日本セラミックス 協会2015年 年会
  • Place of Presentation: 岡山大学（岡山県岡山市）
  • Year and Date: 2015-03-20
• [Presentation] ウルツ鉱型β-CuGaO2の第一原理計算 (2015)
  • Author(s): 鈴木一誓、長谷拓、喜多正雄、井口雄喜、佐藤千友紀、柳博、大橋直樹、小俣孝久
  • Organizer: 日本セラミックス 協会2015年 年会
  • Place of Presentation: 岡山大学（岡山県岡山市）
  • Year and Date: 2015-03-20
• [Presentation] ウルツ鉱型β-CuGaO2、β-AgGaO2の第一原理計算 (2014)
  • Author(s): 鈴木一誓、長谷拓、喜多正雄、井口雄喜、佐藤千友紀、柳博、大橋直樹、小俣孝久
  • Organizer: 第75回 応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-19
• [Presentation] FIRST PRINCIPLE CALCULATIONS OF ELECTRONIC BAND STRUCTURES OF WURTZITE β-CuGaO2 and β-AgGaO2 (2014)
  • Author(s): I. Suzuki, H. Nagatani, M. Kita, Y. Iguchi, C. Sato, H. Yanagi, N. Ohashi and T. Omata
  • Organizer: The 3rd International Seminar: International Workshop on Green Energy Conversion
  • Place of Presentation: 八ヶ岳ロイヤルホテル（山梨県北杜市）
  • Year and Date: 2014-08-25 – 2014-08-27
• [Presentation] A NEW DIRECT AND NARROW BAND GAP OXIDE SEMICONDUCTOR; WURTZITE CuGaO2 (2014)
  • Author(s): Hiraku Nagatani, Issei Suzuki, Masao Kita, Hiroshi Yanagi, Naoki Ohashi, Takahisa Omata
  • Organizer: The 3rd International Seminar: International Workshop on Green Energy Conversion
  • Place of Presentation: 八ヶ岳ロイヤルホテル（山梨県北杜市）
  • Year and Date: 2014-08-25 – 2014-08-27
• [Presentation] BAND GAP ENGINEERING OF WURTZITE-DERIVED CuGaO2 WITH CuAlO2 (2014)
  • Author(s): Y. Mizuno, Hiraku Nagatani, Issei Suzuki, Masao Kita, Takahisa Omata
  • Organizer: The 3rd International Seminar: International Workshop on Green Energy Conversion
  • Place of Presentation: 八ヶ岳ロイヤルホテル（山梨県北杜市）
  • Year and Date: 2014-08-25 – 2014-08-27
• [Presentation] ウルツ鉱型β-CuGaO2、β-AgGaO2の第一原理計算 (2014)
  • Author(s): 鈴木一誓、長谷拓、喜多正雄、井口雄喜、佐藤千友紀、柳博、大橋直樹、小俣孝久
  • Organizer: 第9回日本セラミックス協会関西支部学術講演会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学（大阪府堺市）
  • Year and Date: 2014-07-25
• [Presentation] 直接遷移型ナローギャップ半導体；ウルツ鉱型β-CuGaO2 (2014)
  • Author(s): 長谷拓、鈴木一誓、喜多正雄、柳博、田中雅彦、勝矢良雄、坂田修身、大橋直樹、小俣孝久
  • Organizer: 第9回日本セラミックス協会関西支部学術講演会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学（大阪府堺市）
  • Year and Date: 2014-07-25
• [Presentation] CuAlO2との混晶化によるウルツ鉱型CuGaO2のバンドギャップエンジニアリング (2014)
  • Author(s): 水野裕貴、長谷拓、鈴木一誓、喜多正雄、小俣孝久
  • Organizer: 第9回日本セラミックス協会関西支部学術講演会
  • Place of Presentation: 大阪府立大学（大阪府堺市）
  • Year and Date: 2014-07-25
• [Presentation] First Principle Calculations of Electronic Band Structures of Wurtzite β-CuGaO2 and β-AgGaO2 (2014)
  • Author(s): I. Suzuki, H. Nagatani, M. Kita, Y. Iguchi, C. Sato, H. Yanagi, N. Ohashi and T. Omata.
  • Organizer: The Eighth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC8)
  • Place of Presentation: メルパルク横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [Presentation] A New Direct and Narrow Band Gap Oxide Semiconductor; Wurtzite CuGaO2 (2014)
  • Author(s): The Eighth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC8)
  • Organizer: The Eighth International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics (STAC8)
  • Place of Presentation: メルパルク横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-06-25 – 2014-06-27