2020 Fiscal Year Research-status Report
ZnMgTe混晶半導体エピタキシャル膜の電気伝導性制御に向けた電子・原子構造解析
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17K06354
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
齊藤 勝彦 佐賀大学, シンクロトロン光応用研究センター, 助教 (40380795)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 化合物半導体 / ドーピング / MOVPE法 / 結晶成長 / 放射光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、p型の単極性を示すZn1-xMgxTe混晶半導体の電気伝導性制御を困難としてきた阻害要因を、電子構造および原子レベルでの局所構造と電気的・光学的特性等との関係から明らかにすることを目的としている。得られる知見をもとに、不純物ドーピングによる本材料の幅広い組成範囲に渡るp型伝導性制御およびn型化を、有機金属気相成長（MOVPE）法で成長したエピタキシャル膜において実現することを目指す。令和2年度は以下の研究を実施した。
(100)GaAs基板上にMOVPE成長したAlドープZnTe薄膜の光学的特性に及ぼす成長後アニーリング処理効果を昨年度に引き続き評価した。アニーリング処理前後の低温フォトルミネッセンススペクトルの評価から、成長時基板温度が高いほど薄膜にAlが多く取り込まれていること、および、アニーリング処理によりAlの活性化率が増大すること等をそれぞれ示唆する結果を得た。また、アニーリング処理温度の最適化についての調査を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
当初の研究計画で利用を前提としていた基板材料の入手が困難となり、他材料への変更が必要となった。この変更に伴い、当初計画にはなかった成長特性把握のための薄膜成長実験および評価を改めて実施する必要性が生じ、これに時間を要した。また、薄膜成長装置、排気系設備および一部評価装置の故障等、加えて新型コロナウイルス感染症の影響により研究遂行に大幅な制約が生じた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、電気的特性評価による結晶欠陥評価を加えることで、PドープZnTe薄膜において成長後アニーリング処理がP活性化に寄与するメカニズム等の解明を目指す。ホール密度の飽和に対するMgの影響については、Zn1-xMgxTe薄膜のこれまでの光電子分光測定結果等を合わせ解析・検討を進める。Al単独ドープZnTe薄膜およびP-AlコドープZnTe薄膜の成長と評価に関しては、キャリア密度の評価を加え、再現性のあるn型伝導の実現法の提案を目指す。
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| Causes of Carryover |
本研究課題では、当初の研究計画で利用を前提としていた基板材料の入手が困難となり、他材料への変更が必要となった。この変更に伴い、当初計画にはなかった成長特性把握のための薄膜成長実験および評価を改めて実施する必要性が生じ、これに時間を要した。また、薄膜成長装置、排気系設備および一部評価装置の故障等、および、新型コロナウイルス感染症の影響により当初計画の変更と遅延が生じ、これにより次年度使用額が生じている。
有機金属原料、各種ガス、基板材料等の購入に一部使用する。また、研究成果発表のための国際会議や国内学会参加費、論文投稿料として使用する予定である。
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