透明で金属的電気伝導を示すアモルファス物質の特異性の解明と設計指針の確立

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450241
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 細野 秀雄 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 教授 (30157028)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 嶋川 晃一 岐阜大学, 工学部, 教授 (60021614) ; 植田 和茂 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助手 (70302982)
• Keywords: 透明半導体 / アモルファス半導体 / 電子輸送特性 / 透明酸化物 / 透明導電体

Research Abstract

本年度はこれまで見出した透明金属伝導性アモルファス酸化物について、自由電子キャリアによる光吸収スペクトルの解析および薄膜X線による動径分布関数を用いた構造解析を行なった。また、アモルファス2CdO-GeO2薄膜がイオン注入によりFermiレベルの制御を検討した。得られた結果を以下にまとめる。
(1)アモルファス2CdO-GeO2ならびにCdO-PbO4薄膜の自由電子キャリアによる光吸収帯をDrudeモデルで解析した。その結果、アモルファスであるにもかかわらず単一の緩和時間で記述できることが判明した。また、散乱時間、平均自由工程、有効質量など電子輸送に関係した基本的パラメーターを求めることができた。
(2)アモルファス2CdO-GeO2薄膜にTi+、W+あるいはH+をイオン注入すると注入量に応じてFermi レベルがギャップの中央付近から伝導帯の底まで連続的に制御できることを見出した。
(3)上記の薄膜を対象にX線構造解析を行なった。その結果、cd2+は6配位、Ge4+は4配位をとっており、対応する結晶相であるCd2GeO4(オリビン構造)と類似の局所構造であった。

Research Products

• [Publications] 嶋川晃一: "Electronic Traansport in Degenerate Amorphous Oxide Semiconductors"Philosophical Magazine Letters. 79. 755-761 (1999)
• [Publications] 鳴島 暁: "Electronic Transport and Optical Properties of Proton-implanted Amorphous 2CdO-GeO2 Thin Films"J.Non-Cryst.Sol. (印刷中). (2000)
• [Publications] 細野秀雄: "透明電子活性結晶・アモルファス"セラミックスデータブック'99. 27. 245-248 (1999)