2014 Fiscal Year Research-status Report
ZnMgSTe混晶半導体の価電子帯エネルギーの制御によるp型伝導制御に関する研究
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26390053
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
市野 邦男 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90263483)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 友紀 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20294340)
大観 光徳 鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90243378)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ワイドバンドギャップ半導体 / p型 / ZnMgSTe混晶半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) p型ZnSTeにおける正孔濃度，価電子帯上端エネルギーのTe組成依存性の解明
正孔濃度をホール測定で評価する必要があるが，抵抗率が比較的高く測定値の信頼性が十分でないため，まずその向上を図った．すなわち，分子線エピタキシー成長における結晶成長温度・分子線強度等の成長条件の検討により結晶性を向上し，移動度の上昇・抵抗率の低下を図った．その結果一定の向上が得られたが引き続き平成27年度にも検討を続ける．
(2) ZnMgSTe 4元混晶の作製条件の検討
ZnMgSTe 4元混晶の作製は従来ほとんど報告がないため，まずベースとなるZnSTeおよびZnMgSの3元混晶の作製において，ベースとなる条件の検討をおこなった．とくにZnSTeにおいては従来結晶性が悪く，ZnMgSTe 4元混晶のベースとして用いるには結晶性の向上が課題となっていた．そのため本研究においてGaP基板に対する格子整合による高品質化を図った．その結果，単にTe組成を格子整合組成に制御するだけでは依然結晶性は悪かったが，GaP基板上に最初にZnS極薄バッファ層を成長しその上に格子整合組成のZnSTe層を成長することで格子整合による高品質化に成功した．なおこの成果については応用物理学会で発表した．またTe組成の制御性が十分でないという問題もあり，結晶成長条件の検討によりその改善も図った．一方，もう一つのベースであるZnMgS 3元混晶についても作製実験を行い，ZnSTeと同様にZnS極薄バッファ層を用いることでやはり結晶性の向上を得た．今後これらの結果をベースにZnMgSTe 4元混晶の作製を検討していく．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ZnMgSTe 4元混晶作製のベースとなるZnSTeおよびZnMgS 3元混晶の作製・高品質化が達成でき，ZnMgSTe 4元混晶作製の見通しが得られた．p型ZnSTeの評価がやや当初予定通りには進んでいないが，全体の研究目的達成に向けてはおおむね順調に進展しているとしてよい．
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)p型ZnSTe:NにおけるTe組成依存性の解明・p型化促進モデルの検討
平成26年度に引き続き，ZnSTe:Nのp型特性向上と電気的特性評価により，価電子帯上端エネルギーに対する依存性の知見を得る．またそれを用いて当初計画通りp型化促進モデルを検討し，最適化の指針を検討する．
(2)ZnMgSTe 4元混晶の作製とp型化・最適化
ZnSTeおよびZnMgS 3元混晶の分子線エピタキシーによる作製に関する知見をもとにZnMgSTe 4元混晶の作製を行う．また，系統的に組成を変化させながらNアクセプタを添加しp型化を図り電気的特性等を評価することで，Mg，Te組成依存性の知見を得る．それらの結果をもとにまずはZnSと同じバンドギャップ3.7eVにおいてp型特性の最適化を図る．
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| Causes of Carryover |
p型ZnSTeの電気的特性評価がやや予定通りに進まなかったため，一部の計画を平成27年度に繰り下げた形になった．それにともなって消耗品の使用計画も平成27年度に繰り越したため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度に繰り下げた計画を実施するため，次年度使用額は平成27年度中に使用する．
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