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低酸素分圧下での酸化ガリウムの結晶欠陥の生成と生成した欠陥を利用したドーピング

研究課題

研究課題/領域番号 17K06791
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関岐阜大学

研究代表者

大矢 豊  岐阜大学, 工学部, 教授 (80167311)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード酸化ガリウム / 電気伝導度 / 格子欠陥 / 酸化物半導体 / 電気伝導 / 転位 / 酸素分圧依存性 / ドーピング / 結晶化学 / イオン結晶
研究成果の概要

高純度酸化ガリウム焼成体を作製し、電気伝導度の酸素分厚依存性を測定し、併せて透過電子顕微鏡による組織観察を行った。酸化ガリウム焼成体は酸素分圧を低くすると電気伝導度が増加するというn型酸化物半導体の性質を示したが、酸素分圧が10の-5乗を境として酸素分圧依存性が変化し、それよりも高い酸素分圧の場合は2価に帯電した格子間ガリウムイオン、それよりも低いときは依存性が小さくなったが格子欠陥の種類は分からなかった。実験後の試料中には非常に高密度の刃状転位が観察され、点欠陥やその会合だけでなく、転位のような線欠陥からのキャリア生成も考慮する必要があることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

酸化ガリウムは次世代のパワーデバイス用の半導体基板として注目され、研究されている。半導体基板は高品質の単結晶を作製することが不可欠であるが、どの様な欠陥が生成し、これが電気的性質に影響を及ぼしているかについて明らかにする必要がある。この研究では酸化物半導体の基礎となる欠陥の生成について電気伝導度の酸素分圧依存性についての実験を行った。その結果は酸素分圧が高いときには2価に帯電した格子間ガリウムが重要な役割を果たしていることが分かった。さらに非常に高密度の刃状転移が存在しており、これが高品質な単結晶の合成に影響を及ぼすことも示された。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 7件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Reaction of Molten Aluminum with MgO and Formation of MgAl<sub>2</sub>O<sub>4</sub> Spinel at 1000°C2020

    • 著者名/発表者名
      Ohya Yutaka、Ishii Yusuke、Ban Takayuki
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 61 号: 2 ページ: 339-345

    • DOI

      10.2320/matertrans.MT-M2019220

    • NAID

      130007790219

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2020-02-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size controlled synthesis of well-distributed nano-silver on hydroxyapatite using alkanolamine compounds2020

    • 著者名/発表者名
      Labanni Arniati、Zulhadjri、Handayani Dian、Ohya Yutaka、Arief Syukri
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 46 号: 5 ページ: 5850-5855

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2019.11.035

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enhanced antiferromagnetic resonance linewidth in NiO/Pt and NiO/Pd2020

    • 著者名/発表者名
      Moriyama Takahiro、Hayashi Kensuke、Yamada Keisuke、Shima Mutsuhiro、Ohya Yutaka、Tserkovnyak Yaroslav、Ono Teruo
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 101 号: 6 ページ: 060402-060402

    • DOI

      10.1103/physrevb.101.060402

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hydrothermal Synthesis of Layered Perovskite-Structured Metal Oxides and Cesium Tungstate Nanosheets2019

    • 著者名/発表者名
      Ban Takayuki、Kaiden Takafumi、Ohya Yutaka
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 19 号: 12 ページ: 6903-6910

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.9b00515

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of monoethanolamine as stabilizing agent in Uncaria gambir Roxb. mediated synthesis of silver nanoparticles and its antibacterial activity2019

    • 著者名/発表者名
      Labanni Arniati、Zulhadjri Zulhadjri、Handayani Dian、Ohya Yutaka、Arief Syukri
    • 雑誌名

      Journal of Dispersion Science and Technology

      巻: - 号: 10 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1080/01932691.2019.1626249

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Preparation of Mesoporous Titania Thin Films and Their Photocatalytic Activity2018

    • 著者名/発表者名
      Dwipa Y. Away Romy、Fujii Sota、Ban Takayuki、Ohya Yutaka
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of Japan

      巻: 43 号: 4 ページ: 223-228

    • DOI

      10.14723/tmrsj.43.223

    • NAID

      130007428880

    • ISSN
      1382-3469, 2188-1650
    • 年月日
      2018-08-01
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of the negative charge density of metalate nanosheets on their bottom-up synthesis2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ban, T. Wakita, R. Yokoyama, T. Miyake, Y. Ohya
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 20 号: 25 ページ: 3559-3568

    • DOI

      10.1039/c8ce00642c

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reaction of some oxide ceramics with molten aluminium2018

    • 著者名/発表者名
      Ishii Yusuke, Ban Takayuki, Ohya Yutaka
    • 雑誌名

      Refractories Worldforum

      巻: 10 ページ: 43-47

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Bottom-up synthesis of aluminophosphate nanosheets by hydrothermal process2018

    • 著者名/発表者名
      Ban Takayuki, Iriyama Shota, Ohya Yutaka
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: 29 号: 3 ページ: 537-542

    • DOI

      10.1016/j.apt.2017.10.013

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermal expansion and mechanical properties of self-reinforced aluminum titanate ceramics with elongated grains2017

    • 著者名/発表者名
      Ohya Yutaka、Yamamoto Shu、Ban Takayuki、Tanaka Makoto、Kitaoka Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of the European Ceramic Society

      巻: 37 号: 4 ページ: 1673-1680

    • DOI

      10.1016/j.jeurceramsoc.2016.11.037

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cation distribution of pseudobrookite-type titanates and their phase stability2017

    • 著者名/発表者名
      OHYA Yutaka、KAWAUCHI Yukihiro、BAN Takayuki
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 125 号: 9 ページ: 695-700

    • DOI

      10.2109/jcersj2.17086

    • NAID

      130006041570

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Green Chemistry Formation of Stable Ag Nanoparticles (Agnps) in Isopropanol Solvent2017

    • 著者名/発表者名
      Arief Syukri、Hidayani Putri、Aferta Lusi、Zulhadjri Zulhadjri、Ban Takayuki、Ohya Yutaka
    • 雑誌名

      Oriental Journal of Chemistry

      巻: 33 号: 1 ページ: 87-91

    • DOI

      10.13005/ojc/330109

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New Soft Magnetic Material Bonding Approach Using Ceramic Precursors and Ceramic Nanopowder2017

    • 著者名/発表者名
      Yun Kyyoul、Yanase Shunji、Ban Takayuki、Ohya Yutaka
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics

      巻: 53 号: 12 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/tmag.2017.2720139

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 酸化物半導体の電導度の酸素分圧依存性2020

    • 著者名/発表者名
      大矢 豊
    • 学会等名
      第58回セラミックス基礎科学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Reaction of Some Oxide Ceramics with Molten Aluminum2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohya, Y. Ishii and T. Ban
    • 学会等名
      UNITECR (Unified International Technical Conference of Refractories) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microstructure development and thermal expansion of aluminum titanate ceramics co-doped with MgO and La2O32017

    • 著者名/発表者名
      Takamasa MIZUNO, Takayuki BAN, Yutaka OHYA
    • 学会等名
      The 34th International Japan-Korea Seminar on Ceramics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of Mesoporous Titania Thin Films and It's Photocatalytic Activity2017

    • 著者名/発表者名
      Romy Dwipa Y. AWAY, Y. OHYA, S. FUJII, T. BAN
    • 学会等名
      IUMRS-ICAM 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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