| 研究課題/領域番号 |
19K22228
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分36:無機材料化学、エネルギー関連化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
松崎 功佑 東京工業大学, 元素戦略研究センター, 特任助教 (40571500)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 窒化物合成 / 薄膜 / 窒化物 / アモノサーマル / 半導体 / 窒化物半導体 / 両極性ドーピング / 薄膜成長 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
InGaN混晶では組成制御(バンドギャップ: 0.65 ~ 3.4 eV)の観点から太陽光スペクトル全域をカバーする高性能太陽電池や三原色(青・緑・赤)LED発光素子が理論上期待される。本課題ではNH3窒化法の弱点を克服し、最も欠陥抑制が困難な窒化インジウム(InN)のp型ドーピングを目的とし、In系窒化物p/n接合素子応用へ展開する。
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| 研究成果の概要 |
In組成の高いInGaNは、太陽電池の変換効率やLEDの外部量子効率が低いことが知られることから、InNを中心とした高品質な窒化物合成法について検討した。従来の化学反応では難しかった金属原料から直接InN窒化物が合成可能な直接窒化法の提案と実証を行った。In金属薄膜をNH3単体では窒化できない低温領域において、酸素をNH3に微量添加した直接窒化法ではIn金属の部分窒化すること、また酸化性ガスを酸化力の弱いCO2に変更したところ、低温領域で単相のInN薄膜の合成が確認できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Inを含む窒化物半導体はLEDや太陽電池として長く検討されているが、InとNの反応性が著しく低いため、高品質な結晶育成ができない。これまで知られているプラズマや熱分解で活性化される窒素化学種を用いない窒化法として、本提案の合成法をInNの結晶成長に適応することで、ナローギャップのIII-V族窒化物半導体の新領域が開拓される。
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