2016 Fiscal Year Annual Research Report
p-type conductivity control in ZnMgSTe alloy semiconductors by adjusting the valence-band-edge energy
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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 | ZnMgSTe / ワイドバンドギャップ半導体 / p型 / ZnS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) p型ZnSTe:N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：キャリア密度の増大・抵抗率の減少を図りつつ基礎データの収集を図った．結晶性を向上させた結晶においてはTe組成15%程度以上でp型伝導が得られ，価電子帯上端エネルギーとの相関が示唆された．
(2) ZnMgSTe 4元混晶の作製条件の検討：従来，この結晶の作製はほとんど報告がなかったため，基礎的な成長条件から検討した．ベースとなるZnSTeおよびZnMgSの3元混晶の分子線エピタキシー成長において結晶の高品質化を図り，それらの条件を応用してZnMgSTe 4元混晶を作製した．その結果，MgおよびTe組成の比較的少ないZnMgSTe 4元混晶において，GaP基板に格子整合した高品質結晶が作製できた．また，さらにMg組成，Te組成の大きい結晶についても，比較的高品質な結晶を作製することができた．
(3) p型化促進の理論的モデルの検討・Mg/Te組成設計：(1)の結果をもとにZnMgSTe 4元混晶への拡張を検討した．また，(2)で作製した一連のZnMgSTe 4元混晶について，光学的測定によりバンドギャップを評価し，Mgの添加により想定通りバンドギャップが増大していることを確認した．
(4) p型ZnMgSTe:Nの作製と正孔濃度およびバンドギャップの最適化：ZnMgSTe 4元混晶へのNアクセプタ添加を行った．それらの試料についての電気的評価の結果，ZnMgSTe 4元混晶においても，ZnSTe 3元混晶と同様にp型伝導の特性を示した．このことは，(3)におけるMg添加によるバンドギャップの増大と合わせ，研究の目的としたワイドバンドギャップ維持とp型化の両立を達成できる可能性が示された．今後の課題として，組成等の最適化や発光ダイオードへの応用が残されている．
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| Remarks |
今回記載の雑誌論文については，昨平成27年度実施状況報告書にも記載しているが，頁が確定したため再度記入．
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