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2022 Fiscal Year Research-status Report

Band-edge engineering and property control in wide band-gap sulfide semiconductors

Research Project

Project/Area Number 21K04906
Research InstitutionTottori University

Principal Investigator

市野 邦男  鳥取大学, 工学研究科, 教授 (90263483)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 阿部 友紀  鳥取大学, 工学研究科, 准教授 (20294340)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsワイドバンドギャップ半導体 / バンド端エネルギー / 電気伝導型
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,ワイドバンドギャップ硫化物半導体,とくにZnS系半導体において,その価電子帯の深いエネルギー位置が電気伝導においてp型が得られにくい単極性に大きく関与しているとの考えに基づき,バンド端エネルギーと電気伝導性との関係を明らかにし,ワイドバンドギャップと実用的なp型特性を両立することを目指している.さらには他の材料系にも適用可能性のある知見を蓄積することを目的としている.令和4年度の実績概要を以下に示す.
(1) 高品質ZnSTe,ZnMgSTe 混晶の作製条件の検討
本研究の主な対象物質であるp型ZnMgSTe:N結晶の性質には,ZnMgSTe 4元混晶の結晶品質が大きく影響する.しかし,ZnMgSTe 4元混晶においては,各構成元素の飽和蒸気圧や,構成元素間の結合力が大きく異なることから,完全性の高い結晶の成長は容易ではない.そのため,継続的な作製条件の改善が必要である.今回,分子線エピタキシー法によるZnMgSTe 4元混晶の結晶成長において,特にTe/S原料供給比およびMg/Zn原料供給比やそれらの精密な制御に注意を払い,より精密な組成制御,結晶性制御を実現した.
(2) p型ZnSTe:N,ZnMgSTe:Nにおける正孔濃度のTe組成依存性の詳細検討
高品質ZnSTe,ZnMgSTeをベースに,分子線エピタキシー法による結晶成長においてTe,Mg組成を変化させつつプラズマ化した窒素ガスからNアクセプタを添加してp型化を図り,結晶学的・光学的・電気的特性等の評価から,Te組成依存性等を検討するためのデータを蓄積した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

高品質ZnSTe,ZnMgSTe 混晶の作製条件, p型ZnSTe:N,ZnMgSTe:Nに関するデータ蓄積など,本研究の基礎となる部分について引き続き進展が得られた.これらの点から,おおむね順調に進展していると判断した.

Strategy for Future Research Activity

研究実績の概要で述べた(1),(2)の項目を引き続き進展させるとともに,当初計画に従い以下の項目に取り組む.
(3) 電気伝導性決定モデルの検討
(4) p型ZnMgSTeにおける正孔濃度およびバンドギャップの最適化

Causes of Carryover

残額がわずかに生じたが端数程度であり,令和5年度配分額と合わせて有効に使用する予定である.

  • Research Products

    (1 results)

All 2022

All Presentation (1 results)

  • [Presentation] 分子線エピタキシー法により作製したZnSTeの光学特性の評価2022

    • Author(s)
      塩見将真,稲山優斗,杉谷航介,有馬慧,SITI NUR SARAH BINTI AHMAD FAUZI,河合美穂,赤岩和明,阿部友紀,市野邦男
    • Organizer
      応用物理学会中国四国支部若手半導体研究会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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