| 研究課題/領域番号 |
20K15170
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
半沢 幸太 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (30849526)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 半導体 / 薄膜成長 / 光物性 / ペロブスカイト / 硫化物 / 窒化物 / 結晶工学 / エピタキシャル成長 / 光電子物性 / カルコゲナイド / 薄膜 / 発光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在商業的に用いられるIII-V族半導体をベースとした発光ダイオードは緑色波長領域において、発光量子効率が激減するグリーンギャップ問題を抱えている。申請者は非結合性軌道とバンドフォールディングに着目した全く新しい化学的材料設計指針に基づき、ペロブスカイト型硫化物半導体SrHfS3において優れた緑色発光特性とn／p型キャリア制御性を見いだした。そこで本研究では、このエピタキシャル薄膜並びにpnホモ接合を作製し、SrHfS3のLED特性を評価する。
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では、歪んだペロブスカイト型構造の化合物ではバンド構造の折り返しをはじめとする光特性に有利な電子構造が実現しやすいことに着目し、ペロブスカイト型構造を有する非酸化物半導体材料を用いた高効率な光デバイス創製を目指し、研究を推進した。高効率なデバイスを実現するためには、高品質なエピタキシャル薄膜の作製が必要不可欠となる。そこで、光学特性に優れる硫化物半導体SrHfS3と強誘電半導体の候補物質である窒化物LaWN3を対象とし、エピタキシャル薄膜の作製を試みた。パルスレーザー堆積法やマグネトロンスパッタ法を用いることで、両者のエピタキシャル薄膜成長にはじめて成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、光エネルギー変換材料の候補物質であるペロブスカイト型硫化物と窒化物の可能性を評価するためのファーストステップとして、エピタキシャル薄膜の作製を行った。光半導体デバイスなどにおいて、エピタキシャル薄膜を用いることが高効率化の必要条件であるため、デバイス作製の前段階として高品質なエピタキシャル薄膜を作製するプロセスを確立したことは学術的、また社会的にも意義が深く、重要な進歩と言える。
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