2006 Fiscal Year Annual Research Report
シリサイド半導体の禁制帯幅拡大と伝導型制御による高効率太陽電池
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18360005
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
末益 崇 筑波大学, 大学院数理物質科学研究科, 助教授 (40282339)
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| Keywords | シリサイド半導体 / Hall測定 / 正孔密度 / 不純物 |
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| Research Abstract |
これまでの研究で、透明な石英基板上に厚さ500nmを超える多結晶BaSi_2膜、多結晶Ba_<1-x>Sr_xSi_2膜を形成し、光吸収特性を評価したところ、Sr添加に伴い禁制帯幅が1.4eVまで拡大するとの実験結果を得ている。この実験をさらに進めてデータ点を増やし、Sr添加に伴う禁制帯幅拡大を実証することを目的に実験を行った。その結果、Ba_<1-x>Sr_xSi_2膜のSrSi_2モル分率が0.77まで大きくなると、X線回折測定から、形成した膜はBaSi_2とBa_<1-x>Sr_xSi_2に組成分離することが明らかになった。これは、BaSi_2のBaサイトを100%Srで置換したBaSi_2型のSrSi_2が室温で安定に存在しないためと考えられる。さらに、Ba_<1-x>Sr_xSi_2膜の間接光学吸収端は、SrSi_2モル分率が0.5までは線形に増加するが、それ以上モル分率が増加しても、間接光学吸収端は増加せず、飽和することも分かった。
次に、BaSi_2へ不純物をドーピングして伝導型を制御する実験を行った。不純物としては、III族のInおよびGaを、さらに、I族のCuを選び、不純物をドーピングしたBaSi_2をMBE法にて、高抵抗Si(111)基板上にエピタキシャル成長し、Hall測定を行った。その結果、Cuをドーピングした際にはp型に、また、同じIII族でもInの場合にはp型を示したが、Gaの場合にはn型になった。Gaをドーピングした場合には、比抵抗の温度特性から、ホッピング伝導と考えられるため、伝導型制御のための不純物としては相応しくないことが判明した。特に、Inの場合には、正孔濃度がInのドーピング量にともない1cm^3当り10^<16>から10^<17>後半まで制御でき、今後より詳細な検討を行う予定である。
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