2023 Fiscal Year Annual Research Report
エネルギー関連機能性多元系物質の結晶育成機構および電気輸送特性の解明
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21K04909
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
宮川 宣明 東京理科大学, 先進工学部物理工学科, 教授 (20246680)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 透明導電性半導体 / 加圧式光学フローティングゾーン法 / 大型単結晶 / 異方的電気伝導特性 / 光学バンドギャップ / 強電子相関系超伝導体 / 金属誘起化合物分解法 / 薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エネルギー枯渇問題に貢献できる物質材料の結晶育成とその輸送特性に関する研究として、興味深い性質を出現させる可能性があるにもかかわらず、結晶育成が困難になっている物質の結晶育成法の確立とその輸送特性を解明することを目的として研究を行った。
本研究においては、透明導電性酸化物として注目されている(InGaO3)m(ZnO)n（＝IGZO-ｍn）の未解明であるバルク物性を明らかにするために、その単結晶育成法の確立を通して、揮発性元素を含んだ物質において加圧式OFZ法が有用であることを実証することを主目的とし、併せて無限層型銅酸化物超伝導体と類似の結晶構造を有したNi系酸化物超伝導体のMOD法よる薄膜育成条件確立を目指した研究を行った。
その結果、１．揮発性元素を含んでいるために、大型単結晶育成育成が困難とされていた為にバルク物性が未解明であった(InGaO3)m(ZnO)n（＝IGZO-ｍn）およびその派生物質に対して、加圧式OFZ法によりcmサイズの大型単結晶育成条件の確立に成功した。２．空間群（R-3m）のバルクIGZO-1n単結晶（n:奇数）の電気伝導度の異方性を測定し、その異方性の大きさはnの増加と共に増大していくことを実験的に明らかにした。３．バルクIGZO-1n単結晶（n:奇数）のゼーベック効果、熱伝導率、比熱などの熱物性を明らかにすることができた。付け加えて、電気伝導度、熱伝導度、ゼーベック係数の同時測定をできる装置開発に成功した。４．より簡易的な育成手法が待ち望まれているNi系酸化物においては、超伝導化はまだ実現できてないが、超伝導化に必要となる前駆体となるLnNiO3の良質な薄膜育成に関する幾つかの条件の確立に成功した。
以上のように新たな結晶育成法を開拓できたことは、物質の理解を深化するため必要不可欠な研究分野であるため、その学術的意義ははかりしれない。
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[Presentation] InGaZnO4の角度分解光電子分光2023
Author(s)
山岡大起, 高橋裕之介, 澤田晏伯, 芝田悟朗, , 大川万里生, 河村優介, 漆間由都, 井上禎人, 加瀬直樹, 宮川宣明, 堀場弘司, 北村未歩, 浜田典昭, 齋藤智彦
Organizer
日本物理学会第78回年次大会（2023年）
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