| Project/Area Number |
20K05306
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 29010:Applied physical properties-related
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
Kase Naoki 東京理科大学, 理学部第一部応用物理学科, 嘱託特別講師 (10613630)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 単結晶 / 半導体 / 透明酸化物 / 透明酸化物半導体 / IZO / IGZO / 半導体物性 / 単結晶育成 / 電子・電気材料 / 熱電変換材料 |
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| Outline of Research at the Start |
IGZOと呼ばれる酸化物半導体は、その高い透明性と伝導性からスマートフォンなどに適したディスプレイ材料として注目されている。しかし、Znの蒸気圧が高いことなどから大型結晶の育成が困難であることが知られており、詳細な物性および高い伝導度などの発現機構は未解明のままであった。そのような背景のもと、我々は高圧大気雰囲気下におけるFZ法を用いてこれまで報告のないInGaZnO4の大型単結晶の育成に世界で初めて成功した。本研究では、この技術を駆使して高圧酸素雰囲気下におけるホモロガス系(InGaO3)m(ZnO)nの大型結晶の育成とその物性解明を目的として研究を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have developed In-Ga-Zn-O bulk single crystals using the Floating Zone method, which had not been reported before. We successfully grew large single crystals not only for InGaO3(Zn)n with n = 1, but also for n = 2 and 3. Furthermore, we have successfully grown large single crystals of so-called IZO-13 that do not contain Ga. Additionally, we succeeded in growing large single crystals with Sn substitution, aiming for improved mobility. Using these grown single crystals, various physical property measurements were conducted, revealing that the conductivity along the c-axis deteriorates as n increases, particularly due to electrical conductivity anisotropy.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまで応用研究が盛んなIn-Ga-Zn-Oにおいてこれまで育成が困難であった大型単結晶の育成に成功した。この成果によってこれまで未解明であったバルク結晶を用いた基礎物性が明らかにできた。特に電気伝異方性については単結晶を用いなければ不可能な実験であるため、本研究によってIGZOの電気伝導現象の理解を大きく深めることができた。
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