透明酸化物半導体をベースとする紫外発光ダイオードの試作(マスターデータと齟齬)

• Project/Area Number: 05F05143
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: Functional materials/Devices
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 細野 秀雄 東京工業大学, フロンティア創造共同研究センター, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): WANG Cheng-Xin 東京工業大学, フロンティア創造共同研究センター, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2006: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 透明酸化物半導体 / エピ成長 / キャリア吸収 / P型半導体 / ウイスカー / ナノワイヤー

Research Abstract

透明P型酸化物半導体で、かつ室温で安定な励起子を有する物質としてLaCuOSeを取り上げ、そのエピタキシャル薄膜の作成と光・電子物性め検討をおこなった。
1.基板としてMgO(001)を用いて、金属のCu層を3nm程度下地に敷き、その上にR-SPE法によってエピ薄膜を成長させることに成功した。
2.正孔濃度が薄膜の厚さによって顕著に減少することを見出した。薄膜の厚みが100nmでは、2x10^<20>cm^<-3>であるが、40nmになると2x1021cm^<-3>まで増大した。移動度は3-4cm^2(Vs)-<-1>で変化がなかった。1021cm-3まで正孔濃度が増大したことによって、P型透明半導体の薄膜において、初めて自由電子キャリアの吸収が明瞭に観察され、それをDrude-Lorentzモデルで解析することで、有効質量、運動量緩和時間など電子輸送パラメータを抽出することができた。
3.2で得られた薄膜試料を使って、有機EL素子のホール注入電極としての応用を検討した。
表面クリーニングをおこなうことで仕事関数が5eVというかなり高い値が得られた。ITOよりもホール注入を速やかにおこなえる可能性が示唆されたといえよう。