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Band-edge engineering and property control in wide band-gap sulfide semiconductors

Research Project

Project/Area Number 21K04906
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 30010:Crystal engineering-related
Research InstitutionTottori University

Principal Investigator

Ichino Kunio  鳥取大学, 工学研究科, 教授 (90263483)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 阿部 友紀  鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (20294340)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords硫化物半導体 / ワイドバンドギャップ / 電気伝導性 / 光学的特性 / ワイドバンドギャップ半導体 / バンド端エネルギー / 電気伝導型
Outline of Research at the Start

本研究は,ワイドバンドギャップZnS系半導体における,p型伝導が得られにくいという単極性の問題に対して,Teを加えた混晶化により価電子帯上端を高エネルギーシフトさせてキャリア補償を抑制しp型化を図る,という研究代表者らのアイデア・研究成果が出発点となっている.本研究においては,上記アイデアをさらに検証するとともに,さらにMgを加えた混晶化により伝導帯下端を独立に制御し,p型特性を保ちながらバンドギャップを独立に制御することを目指すものである.

Outline of Final Research Achievements

Novel Wide band-gap semiconductors, specifically ZnMgSTe semiconductors which are based on a sulfide semiconductor ZnS have been investigated, aiming at property control by changing the valence-band edge energy. In particular, the control of the conduction properties has been studied to achieve p-type conduction, which has been recognized to be difficult. In addition, the condition where p-type conduction is compatible with a wide band gap has been studied. Moreover, characterizations of optical properties of ZnMgSTe have shown the feasibility as green emission material.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は,新規ワイドバンドギャップ半導体に関する基礎的な研究であり,その将来的な応用に向けて従来困難であった物性の実現を目指すにあたり,新たな観点を提案しその可能性を実験的に示したものである.また,同時に当該半導体の新たな緑色発光材料としての可能性も示すことができた.これらのことは,現在の半導体の研究分野の進展に寄与し,また将来的に半導体の応用分野のさらなる発展に寄与するものと考えられる.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2024 2022 2021

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] 分子線エピタキシー法によるN添加ZnS系混晶の作製とp型伝導制御2024

    • Author(s)
      有馬慧,河合美穂,岩橋一馬,塩見将真,大野広翔,赤岩和明,阿部友紀,市野邦男
    • Organizer
      日本材料学会半導体エレクトロニクス部門委員会令和5年度第3回研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子線エピタキシー法により作製したZnSTeの光学特性の評価2022

    • Author(s)
      塩見将真,稲山優斗,杉谷航介,有馬慧,SITI NUR SARAH BINTI AHMAD FAUZI,河合美穂,赤岩和明,阿部友紀,市野邦男
    • Organizer
      応用物理学会中国四国支部若手半導体研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 分子線エピタキシー法によるGaAs基板上へのZnMgSTeの作製2021

    • Author(s)
      杉谷航介,稲山優斗,湯本匠,赤岩和明,阿部友紀,市野邦男
    • Organizer
      応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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