2002 Fiscal Year Annual Research Report
耐環境型半導体β-FeSi_2単結晶の成長、評価とストイキオメトリ制御
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14350394
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
一色 実 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (20111247)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
王 吉豊 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (30271977)
三村 耕司 東北大学, 多元物質科学研究所, 助手 (00091752)
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| Keywords | 半導体用超高純度鉄 / β-FeSi_2単結晶 / 化学気相輸送法 / フォトルミネッセンス |
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| Research Abstract |
β-FeSi_2は、そのバンド構造が直接遷移型であるとの報告が成され、次世代オプトエレクトロニクスデバイス用化合物半導体として注目されている。また、豊富な資源と耐環境性に優れた材料であることが挙げられ、いわゆる環境半導体として脚光を浴びることになった。しかしながら、化合物半導体研究にとって欠かせない、化学量論的組成からのずれ、それに伴う固有欠陥種、ドナーあるいはアクセプターの固溶度、さらには移動度等基本的情報が欠如している。
本研究の目的は、申請者らが開発した超高純度鉄を素材として用い、特性評価に耐えられる純度、結晶性および形状を持つ高品位β-FeSi_2単結晶の化学気相輸送法による成長条件を明らかにするとともに、今後の研究に欠かせない基本特性として存在領域、固有欠陥、ドナーあるいはアクセプターに関する基本的情報を得ることにある。
平成14年度における研究結果として、以下のような成果が得られた。
1.半導体用超高純度鉄の作製手法として、工業生産が可能なプロセスを開発した。
2.β-FeSi_2単結晶の化学気相輸送法成長に関して、輸送剤の検討を行い、ヨウ素が最適であるとの結論を得た。
3.化学気相輸送法の輸送機構を明らかにした。
4.精密X線回折により得られた針状単結晶の成長方向およびファセット面の同定を行った。
5.バルク結晶で初めてフォルトルミネッセンスの発光を観測でき、結晶が極めて高品位であり、本研究の最終目標である上記特性解明に十分使用可能であることが明らかとなった。
以上の成果の内、1に関しては投稿論文として発表済みであり、2から5については論文として投稿済みである。
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[Publications] T.Kekesi, K.Mimura, M.Ishhiki: "Ultra-high purification of iron by anion exchange in hydrochloric acid solutions"Hydrometallurgy. 63. 1-13 (2002)
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[Publications] Y.Kekesi, M.Uchikoshi, I.Simcsak, M.Isshiki: "Hydrometallurgical Methods of Separation for the Preparation of Ultra-High Purity Metals-I"BKL-Kohaszat. 135・2/3. 283-290 (2002)
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[Publications] Y.Kekesi, M.Uchikoshi, I.Simcsak, M.Isshiki: "Hydrometallurgical Methods of Separation for the Preparation of Ultra-High Purity Metals-II"BKL-Kohaszal. 135・2/3. 133-136 (2002)
