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酸化亜鉛系並びにグラフェン系ナノ構造創製とグリーンデバイス展開

Research Project

Project/Area Number 24510149
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Nanomaterials/Nanobioscience
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

天明 二郎  静岡大学, 工学研究科, 教授 (90334961)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中村 篤志  静岡大学, 工学研究科, 講師 (50402243)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords酸化亜鉛系混結晶 / 光デバイス / バンドギャップエンジニアリング / ラジカル有機金属気相堆積法 / グラフェン / アルコール熱化学気相堆積法 / 透明電極 / 国際情報交換
Research Abstract

我々は非平衡度の高いリモートプラズマ励起・有機金属化学気相堆積法(RPE-MOCVD)を開発し検討を進めた。ウルツ鉱型 Zn(Cd, Mg)O系3元薄膜でMg組成25%からCd組成67%まで組成制御(Eg=3.7-1.6eV)を可能とし、紫外から近赤外域のバンドギャップエンジニアリングに内外で初めて成功し、LED,PD動作を実現、そのフィージビリティを示した。今年度は、可視域PV応用を念頭に、低キャリア濃度ZnCdMgO 4元混晶成長の可能性を追求した。その結果、Mgを2%程度含む系の成長に成功し、キャリア濃度も一桁低減出来た。実際PEDOT:PSS電極を用いたショットキーダイオードを作成し、Voc:0.16VのPV特性を可視域酸化物半導体で内外で初めて実現出来た。またJST-MINECOの国際共同研究プログラムで4年仁枝君を2014年1月12日より3週間UPM-ISOM研に共同実験のため派遣でき、国際交流を深めると同時に相互相補の実験協力を進めた。
カーボンはグラファイト、ダイアモンド等の形態で知られカーボンコンポジット等、様々な応用がなされている。我々はグラフェンに着目し、金属触媒上はなくアルコールCVD直接成法を用いた酸化物結晶基板上での均一・大面積グラフェンの制御の可能性を検討してきており、これまでグラフェンFETの基本動作にも成功した。今期は、透明導電膜への展開も念頭に、ポストアニール等によるシート抵抗値低減の検討と同時に、実際に石英ガラス基板上に直接成長したグラフェン電極を、本学の久保野研の液晶素子と、SiO2上で同じく本学の猪川研の単電子素子に展開出来る事を示した。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 3 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Acceptor levels probed by DLOS in ZnMgO:N2014

    • Author(s)
      A. Kurtz, A. Hierro, G. Tabares, E. Munoz, S. K. Mohanta, A. Nakamura, J. Temmyo
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett

      Volume: 104 Pages: 81105-81119

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      2013 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Electrical characterization of Schottky contacts to n-MgZnO films2013

    • Author(s)
      S. K. Mohanta, A. Nakamura, G. Tabares, A. Hierro, A. Guzman, E. Munoz, J. Temmyo
    • Journal Title

      Thin Solid Films

      Volume: 548 Pages: 539-543

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      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and characterization of N, In co-doped MgZnO films using remote-plasma-enhanced metalorganic chemical vapor deposition,2013

    • Author(s)
      S. K. Mohanta, A. Nakamura, J. Temmyo
    • Journal Title

      J. Crystal Growth

      Volume: 375 Pages: 1-5

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  • [Journal Article] Single cuprous oxide films synthesized by radical oxidation at low temperature for PV application2013

    • Author(s)
      Z. Zang, A. Nakamura, J. Temmyo
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 21 Pages: 11448-11452

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical properties and microstructre of 2.02-3.30 eV ZnCdO nanowires: effect of thermal annealing2013

    • Author(s)
      M. Lopez-Ponce, A. Hierro, J. M. Ulloa, P. Lefebvre, E. Munoz, S. Agouram, V. Munoz-Sanjose, K. Yamamoto, A. Nakamura, J. Temmyo,
    • Journal Title

      Appl. Phys. Lett.

      Volume: 102 Pages: 143103-143106

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      2013 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Nitrogen doping in cuprous oxide films synthesized by radical oxidtion at low temperature2013

    • Author(s)
      Z. Zang, A. Nakamura, J. Temmyo
    • Journal Title

      Materials Letters

      Volume: 92 Pages: 188-190

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  • [Journal Article] Direct growth properties of graphene layers on sapphire substrates by alcohol-chemical vapor deposition2012

    • Author(s)
      A. Nakamura, Y. Miyasaka, J. Temmyo,
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 51 Issue: 4S Pages: 04DN03-04DN03

    • DOI

      10.1143/jjap.51.04dn03

    • NAID

      210000140568

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  • [Presentation] 可視域ZnCdMgO 4元混晶薄膜のRPE-MOCVD成長とPV特性2014

    • Author(s)
      仁枝嘉昭 中村篤志 天明二郎
    • Organizer
      2014年春季応物学会, 19a-E10-5
    • Place of Presentation
      青山学院大学(神奈川県)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェンCVD膜表面におけるネマチック液晶配向と電気光学特性2014

    • Author(s)
      中垣貴充 山田憲史 中村篤志 天明二郎 久保野敦史
    • Organizer
      2014年秋季応物講演会, 19a-E2-7
    • Place of Presentation
      青山学院大学(神奈川県)
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  • [Presentation] アルコールCVD直接成長グラフェン膜のNiを用いたポストアニール処理2014

    • Author(s)
      山田憲史 中村篤志 天明二郎
    • Organizer
      2014年秋季応物講演会、17a-E2-4
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      青山学院大学(神奈川県)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] PEDOT:PSS/nonpolar MgZnO Schottky performance for photovoltaics2013

    • Author(s)
      S. K. Mohanta, A. Nakamura, A. Hierro, G. Tabares, A. Guzman, E. Munoz, J. Temmyo
    • Organizer
      IC II-VI compounds and related material, we-p14(poster)
    • Place of Presentation
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ynthesis on wurtzeit MgZnO films by RPE-MOCVD with EtCp2Mg2013

    • Author(s)
      N. Ohmura, S. K. Mohanta, A. Nakamura, J. Temmyo
    • Organizer
      IC II-VI compounds and related material, Tu-p10(oster)
    • Place of Presentation
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Acceptor levels probed by DLOS in ZnMgO:N2013

    • Author(s)
      A. Kurz, A. Hierro, G. Tabares, E. Munoz, S. K. Mohanta, A. Nakamura, J. Temmyo
    • Organizer
      IC II-VI compounds and related material, Mo-B5(oral)
    • Place of Presentation
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Direct Synthesis of Graphene films via Alcohol CVD for Transparent electrode2013

    • Author(s)
      M. Mizoguchi, C. Sakai, A. Nakamura, J. Temmyo
    • Organizer
      2013SSDM, P-5-4L. (oral)
    • Place of Presentation
      ヒルトン福岡シーホーク(福岡県)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] グラフェンCVD膜表面におけるネマチック液晶は以降の基板依存性2013

    • Author(s)
      中垣貴充 溝口雅裕 中村篤志 天明二郎 久保野敦史
    • Organizer
      2013年秋季応物講演会, 16p-P7-49 (poster)
    • Place of Presentation
      同志社大(京都府)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Zn(Mg,Cd)O混晶のRPE-MOCVD成長と面方位制御2013

    • Author(s)
      大村信亮 S. K. Mohanta, 中村篤志 天明二郎
    • Organizer
      2013年秋季応物講演会,17a-B4-10
    • Place of Presentation
      同志社大(京都府)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Near infrared ZnCdO:Mg, In, N) films by RPE-MOCVD2012

    • Author(s)
      M. Suzuki, S. K. Mohanta, A. Nakamura, J. Temmyo
    • Organizer
      2012SSDM, Kyoto,Sept. 25-28, 2012,
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都府)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Time- resolved Photoluminescence spectroscopy of Zn1-XCdXO nanowires2012

    • Author(s)
      M. Lopez-Ponce, P. Lefebvre, J. M. Ulloa, E. Muoz, K. Yamamoto, A. Nakamura, J. Temmyo, A. Hierro,
    • Organizer
      th IWZnO 2012, Nice, France, Sept 11-14, poster-212
    • Place of Presentation
      アクロポリス会議センター(フランス)
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] Zn(Mg,Cd)O Epilayers and nanostructures for optoelectronics,2012

    • Author(s)
      A. Hierro, G. Tabares, M. Lopez-Ponce, J.M. Ulloa, P. Lefebvre, E. Munoz, K. Yamamoto,A. Nakamura, J. Temmyo, B. Vinter, J.-M. Chauveau, A. Redondo-Cubero
    • Organizer
      2012 German-Japanese-Spanish Joint Workshop, July 21-22, 2012, Berlin
    • Place of Presentation
      日独ベルリンセンタ(ドイツ)
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      2012 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 酸化亜鉛系並びにグラフェン系ナノ構造創製と光・電子デバイスへの展開

    • Author(s)
      天明二郎
    • Organizer
      電子情報通信学会講習会、
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本県)
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      2012 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ZnO-based and graphene nanostructures for green devices

    • Author(s)
      A. Nakamura, J. Temmyo
    • Organizer
      2nd Workshop on Spanish-Japan nanotechnogies and new material for environmental challenges
    • Place of Presentation
      筑波国際会議場(茨城県)
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      2012 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] Handbook of Zinc oxide and related materials: volume one, Materials (I)2012

    • Author(s)
      K. Yamamoto and J. Temmyo
    • Total Pages
      430
    • Publisher
      Taylor & Francis Ltd, CRC Press ( Edited by Z. C. Feng, Chapter 11)
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Remarks] temmyolab

    • URL

      http://www.rie.shizuoka.ac.jp/~temmyo/index.html

    • Related Report
      2012 Research-status Report

URL: 

Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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