2018 Fiscal Year Annual Research Report
Invention of 3D Active sites in Advanced Semiconductors and Functional Materials
| Project Area | 3D Active-Site Science |
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| Project/Area Number |
26105002
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福村 知昭 東北大学, 材料科学高等研究所, 教授 (90333880)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
内富 直隆 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (20313562)
白方 祥 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (10196610)
成塚 重弥 名城大学, 理工学部, 教授 (80282680)
Lippmaa Mikk 東京大学, 物性研究所, 教授 (10334343)
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| Project Period (FY) |
2014-07-10 – 2019-03-31
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| Keywords | 結晶工学 / 半導体 / スピントロニクス / 酸化物エレクトロニクス / エピタキシャル成長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
第一原理計算から室温強磁性の発現が予想されていたZnサイト置換CrドープZnSnAs2に関して、MBE法により半絶縁性InP(001)基板上にZnSnAs2バッファ層を介してエピタキシャル薄膜を作製した。キュリー温度は70～110 Kと低く、CrはSnサイトを置換したと考えられる。したがって、Znサイト置換を実現する薄膜成長条件を見出すことが必要である。カルコパイライト系太陽電池材料のCuInSe2とCuGaSe2のXFHでは、Seの原子像が化合物や混晶で異なる局所的な応力の影響が見られるという結果を論文発表した。また、EuドープGaNについてのXFHでは、Eu発光中心の局所構造の解析を行った。CドープGaNの光電子回折では、異なるCサイトについて解析を行った。グラフェン析出成長過程のX線回折を用いたその場観察からは、昇温中に炭素原料がNi触媒中に溶け込み、降温時に触媒金属からグラフェンが析出する様子をとらえることができ、エピタキシャル成長の過程がわかった。可視光触媒RhドープSrTiO3では、Rhドーパントと酸素欠損とのクラスタリングによりギャップ内のトラップ準位が形成され、エネルギー変換効率を低めていることがわかっている。今回、薄膜成長時の逆スパッタで生じる点欠陥もフォトキャリアの寿命を縮めていることがわかった。薄膜成長時にXeやHe/O2ガスを用いることで、そのような欠陥の低減や組成の制御が可能であることを見出した。希土類単酸化物エピタキシャル薄膜については、新超伝導体LaO、高電子移動度半導体YbO、高スピン軌道相互作用半導体LuOが見つかった。最近見つかった新超伝導体Y2O2Biについては、周辺物質R2O2Bi（R：希土類）の探索を行い、反強磁性を示す物質でもc軸長を過剰酸素で伸張することで、ほぼ一定のTcをもつ超伝導が発現することが明らかになった。このように、広範な材料において、興味深い物性や機能と局所構造の相関を調べることができ、新物質の発見や機能向上につながった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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