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InNの薄膜成長とその太陽電池応用

研究課題

研究課題/領域番号 06650360
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関福井大学

研究代表者

山本 あき勇 (山本 あき男)  福井大学, 工学部, 教授 (90210517)

研究分担者 橋本 明弘  福井大学, 工学部, 助教授 (10251985)
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1996年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1995年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1994年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードInN / Si / タンデム太陽電池 / GaAs / 窒化 / GaN / ヘテロエピタキシャル成長 / MOCVD成長
研究概要

本研究は、Si基板上への高品質InN膜のヘテロエピタキシャル成長技術を実現し、その技術をもとに、高効率InN/Siモノリシックタンデム太陽電池実現の可能性を明らかにすることを目的として行われた。得られた研究成果は以下のとおりである。
(1) Si基板上へのInNのMOCVD成長(直接成長)
NH_3とTMIを用いたSi基板上へのInNの直接成長では、Si基板表面に非晶質のSiN_x層が形成されるため、InNのヘテロエピタキシャル成長は困難であることが明らかとなった。
(2) GaAs基板窒化処理と窒化基板上へのInNのMOCVD成長
(i) GaAs (111)基板: GaAs (111) B基板をアンモニア気流中で窒化処理した場合、700℃以下では閃亜鉛鉱構造GaNが、800℃以上ではウルツ鉱構造GaNが形成される。ウルツ鉱構造GaN上にはウルツ鉱構造InNがエピタキシャル成長する。一方、閃亜鉛鉱構造GaN上に成長するInNは、膜厚が小さい場合には閃亜鉛鉱構造であるが、膜厚の増大とともに、ウルツ鉱構造へと変化する。
(ii) GaAs (100)基板:アンモニア気流中で窒化処理したGaAs (100)基板表面には閃亜鉛鉱構造GaN膜が形成され、1000℃でも閃亜鉛鉱構造GaN膜が安定に存在する。閃亜鉛鉱構造GaN膜上にInN膜をMOCVD成長させると閃亜鉛鉱構造InN膜が支配的に成長するが、ウルツ鉱構造InNが混在する。
(3)窒化GaAsをバッファ層とするSi (111)基板上へのInNのヘテロエピタキシャル成長
Si (111)基板上成長させた約1μm厚のGaAs単結晶膜をアンモニア気流中で窒化処理し、それを基板として、InNのMOCVD成長を行うことにより、InN/GaN/Si (111)構造およびInN/GaN/GaAs/Si (111)構造が形成できる。前者はInN/Si2接合タンデム太陽電池に、後者はInN/GaAs/Si3接合タンデム太陽電池に適用できる。

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] A. Yamamoto: "Nitridation effects of substrate surface on the metalorganic chemical vapor deposition growth of InN on Si and α-Al_2O_3 substrates" J. Cryst. Growth. 137. 415-420 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Yamamoto: "Metalorganic chemical vapor deposition growth of InN for InN/Si tandem solar cell" Solar Energy Materials and Solar Cells. 35. 53-60 (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Yamamoto: "Nitridation of GaAs (111) B substrates and heteroeplitaxial growth of InN on the nitrided substrartes" Inst. Phys. Conf. Ser.142. 879-882 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Yamamoto: "Heteroepitaxial growth of InN on Si (111) using a GaAs intermediate layer" Solid-State Electronics. 41. 149-154 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Yamamoto: "A comparative study of OMVPE-grown InN heteroepitaxial layers on GaAs (111) and α-Al_2O_3 substrates" J. Cryst. Growth. (印刷中). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A. Hashimoto: "Initial growth stage of GaN on Si substrate by alternating source supply using dimethyl-hydrazine" J. Cryst. Growth. (印刷中). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yamamoto, M.Tsujino, M.Ohkubo, and A.Hashimoto: "Nitridation effects of substrate surface on the metalorganic chemical vapor deposition growth of InN on Si and alpha-Al_2O_3 substrates" J.Cryst.Growth. 137. 415-420 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yamamoto, M.Tsujino, M.Ohkubo, and A.Hashimoto: "Metalorganic chemical vapor deposition growth of InN for InN/Si tandem solar cell" Solar Energy Materials and Solar Cells. 35. 53-60 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yamamoto, Y.Yamauchi, M.Ohkubo and A.Hashimoto: "Heteroepitaxial growth of InN on Si using a nitrided GaAs buffer layr for InN/Si tandem solar cell" Proceedings of the 13th European Photovoltaic Solar Energy Conference, Nice, France, October 23-27. 203-205 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yamamoto, Y.Yamauchi, T.Ogawa, M.Ohkubo and A.Hashimoto: "Nitridation of GaAs (111) B substrates and heteroepitaxial growth of InN on the nitrided substrates" Inst.Phys.Conf.Ser.No.142, Chapter 5. 879-882 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Miura, H.Ishi, T.Okamoto, A.Yamada, M.Konagai, Y.Yamauchi, and A.Yamamoto: "Anomalous electric behavior of epitaxial InN films below 4,2K" Abstracts of the 15th Electronic Materials Symposium, Izu-Nagaoka, July 10-12. 41-44 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Yamauchi, T.Shin-ya, M.Ohkubo, A.Hashimoto, and A.Yamamoto: "Nitridation behavior of GaAs (111) B surfaces in NH_3 flow and evaluation of the nitrided GaAs (111) B as substrates for MOCVD growth of InN" Memoirs of the Faculty of Engineering, Fukui University. 44. 285-292 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yamamoto, Y.Yamauchi, M.Ohkubo, A.Hashimoto, and T.Saitoh: "Heteroepitaxial growth of InN on Si (111) using a GaAs intermediate layr" Solid-State Electronics. 41. 149-154 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Fukui, M.Ichikawa, A.Yamamoto, and M.Kamada: "Photoemission and core absorption studies of indium nitride" Solid-State Electronics. 41. 299-303 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yamamoto, Y.Yamauchi, M.Ohkubo, and A.Hashimoto: "A comparative study of OMVPE-grown InN heteroepitaxial layrs on GaAs (111) and alpha-Al_2O_3 substrates" J.Cryst.Growth. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hashimoto, Y.Aiba, T.Motizuki, M.Ohkubo, and A.Yamamoto: "Initial growth stage of GaN on Si substrate by alternating source supply using dimethyl-hydrazine" J.Cryst.Growth. (in press).

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Yamamoto: "Nitridation of GaAs(111)B Substrates and heteroepitaxial growth of InN on the nitrided substrates" Inst.Phys.Conf.Sor.142. 879-882 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 山内康之: "NH_3気流中でのGaAs(111)B表面の窒化挙動と窒化基板のInN成長用基板としての評価" 福井大学工学部研究報告. 44. 285-292 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yamamoto: "Heteroepitaxial growth of InN on Si(111) using a GaAs intermediate layer" Solid-State Electronics. 41. 149-154 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Fukui: "Photoemission and core absorption studies of indium nitride" Solid-State Electronics. 41. 299-303 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yamamoto: "A comparative study of OMVPE-grown InN heteroepitasial layers on GaAs(111) and α-Al_2O_3 substrates" J.Cryst.Growth. (印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hashimoto: "Initial growth stage of GaN on Si substrate by alternating source supply using dimethyl-hydrazine" J.Cryst.Growth. (印刷中). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yamamoto: "Nitridation of GaAs(111)B Substrates and Heteroepitaxial Grouth of InN on the Nitrided Substrates" Technical Digest of the International Conference on SiC and Releted Materials-1995. 264-265 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yamamoto: "Hetcroepitaxial Grouth of InN on Si(111) Using a GaAs Intermediate Layer" Abstracts of the Topical Workshop on III-V Nitrides (TWN'95). B9 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yamamoto: "Heteroepitaxial Growth of InN on Si Subotrates Using a Nitrided GaAs Buffer Layer for InN/Si tandem Solar Cell" Proceedings of the 13th Europoan Photovoltaic Solar Euergyg Conference and Exhibition. PolB.12 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yamamoto: "Nitridietion effects of substrate surfsce on the metalorganic chemical vnper depesition grouth of InN on Siand α-Al_2O_3 subatrates" Journal of Cryotal Grouth. 137. 415-420 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Yamamoto: "Metalorganic chemical vaper depesition grouth of InN for InN/Si tandem solar cell" Solar Energy Materialo and Solar Cells. 35. 53-60 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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