p型酸化物半導体の欠陥制御とデバイス応用

• 研究課題/領域番号: 21686061
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 柳 博 山梨大学, 大学院・医学工学総合研究部, 准教授 (30361794)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 28,080千円 (直接経費: 21,600千円、間接経費: 6,480千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2010年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2009年度: 24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円)
• キーワード: p型酸化物半導体 / 価数制御 / 界面制御 / 光電子分光

研究概要

スパッタリング法ならびにPLD法により製膜したCu_2O薄膜表面とCu_2O/Al_2O_x界面の電子状態をX線光電子分光法により明らかにした。Cu_2O/Al_2O_x界面に存在するCuの価数はAl_2O_xを製膜した瞬間に1価から2価に酸化されることが明らかとなった。Al_2O_x上にCu_2Oを製膜した場合においてもCuは製膜初期において2価で成長しており、界面のCuは2価であった。界面のCuの価数制御にはアニールが有効であることを明らかにしたが、膜厚が厚くなると充分に還元できないことも明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Photovoltaic properties of n-type amorphous In-Ga-Zn-O and p-typesingle crystal Si heterojunction solarcells : Effects of Ga content (2012)
  • 著者名/発表者名: Kyeongmi Lee, Kenji Nomura, Hiroshi Yanagi, Toshio Kamiya, Hideo Hosono
  • 雑誌名: Thin SolidFilms 巻: 520 ページ: 3808-3812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron injection barriers between air-stable electride with low work function, C12A7 : e^-, and pentacene, C60 and copper phthalocyanine (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Yanagi, Toshifumi Kuroda, Ki-Beom Kim, Yoshitake Toda, Toshio Kamiya, Hideo Hosono
  • 雑誌名: J. Mater. Chem 巻: 22 ページ: 4278-4281
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic Structure and Photovoltaic Properties of n-Type Amorphous In-Ga-Zn-O and p^-Type Single Crystal Si Heterojunctions (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyeongmi Lee, Kenji Nomura, Hiroshi Yanagi, Toshio Kamiya, Hideo Hosono
  • 雑誌名: Electrochemical and Solid-State Letter 巻: 14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depth analysis of subgap electronic states in amorphous oxide semiconductor, a-In-Ga-Zn-O, studied by hard x^-ay photoelectron spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenji Nomura, Toshio Kamiya, EijiI kenaga, Hiroshi Yanagi, Keisuke Kobayashi, Hideo Hosono
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 109 ページ: 73726-73726
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical and magnetic properties of quaternary compounds LnMnPO(Ln=Nd, Sm, Gd) with ZrCuSiAs-type structure (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Yanagi, Katsutoshi Fukuma, Toshio Kamiya, Masahiro Hirano, Hideo Hosono
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering B 巻: 173 ページ: 47-50
  • 査読あり
• [学会発表] Low-temperature deposition of high mobility Cu_2O thin films for a-IGZO/Cu_2O heterojunction solar cell (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yanagi, K. Lee, K. Nomura, T. Kamiya, and H. Hosono
  • 学会等名: International Symposium on Innovative Solar Cells 2012
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2012-03-05
• [学会発表] Cu_2O/Al_2O_x界面作製時におけるCuの価数変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉原理紗,柳博
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Cu_2O/Al_2O_x界面作製時におけるCuの価数変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉原理紗
  • 学会等名: 日本セラミックス協会秋季シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Growh of Highly-Oriented, High Mobility Cu_2O for Heterojunction Amorphous-IGZO/Cu_2O Solar Cell (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyeongmi Lee, Kenji Nomura, Hiroshi Yanagi, Toshio Kamiya, and Hideo Hosono
  • 学会等名: 24th International Conference on Amorphous and Nanocrystalline Semiconductors : ICANS24
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] Electronic Structures of p-type Cu_2O and Delafossite-Type Oxides Studied by Photoelectron Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Yanagi, Risa Yoshihara, Nobuhito Takagi, Toshio Kamiya, and Hideo Hosono
  • 学会等名: 5th International Symposium on Science and Technology of Advanced Ceramics : STAC-5
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] Electronic Structures of p-type Cu_2O and Delafossite-Type Oxides Studied by Photoelectron Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Yanagi
  • 学会等名: STAC-5
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2011-06-24
• [学会発表] Photoelectron Spectroscopic Study of Cu_2O/Al_2O_X Interface (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Yoshihara, and H. Yanagi
  • 学会等名: 5th International Symposium on Scienceand Technology of Advanced Ceramics : STAC-5
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2011-06-22
• [学会発表] Photoelectron Spectroscopic Study of Cu_2O/Al_2O_x Interface (2011)
  • 著者名/発表者名: Risa Yoshihara
  • 学会等名: STAC-5
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 2011-06-22
• [学会発表] Photovoltaic properties ofn-type a-In-Ga-Zn-O/p-type c-Si heterojunction solar cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyeongmi Lee, Kenji Nomura, Hiroshi Yanagi, Toshio Kamiya, and Hideo Hosono
  • 学会等名: on Transparent Oxide Thin Films for Electronics and Optics : TOEO-7
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2011-04-15
• [学会発表] n型a-In-Ga-Zn-Op型c-Siヘテロ接合型太陽電池の発電特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: Kyeongmi Lee,野村研二,柳博,神谷利夫,細野秀雄
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] Energy Band Alignment and Energy Structure of Transparent Conducting Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Yanagi, K. Nomura, H. Hiramatsu, Y. Toda, T. Kamiya, H. Hosono
  • 学会等名: 2010 Taiwan-Japan Bilateral Technology Interchange Project Workshop on Transparent Conductive Oxide Thin Films for Electronics and Optics in Green Energy
  • 発表場所: Hsinchu, Taiwan
  • 年月日: 2010-08-18
• [学会発表] Band Alignment and Energy Structure of Transparent Conducting Materials (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Yanagi
  • 学会等名: 2010 Taiwan-Japan Bilateral Technology Interchange Project Workshop on Transparent Conductive Oxide Thin Films for Electronics and Optics in Green Energy
  • 発表場所: Hsinchu, Taiwan
  • 年月日: 2010-08-18
• [学会発表] Electronic Structures and EnergyBand Lineup of TransparentConducting Materials Studied byPhotoelectron Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Yanagi, K. Nomura, H. Hiramatsu, Y. Toda, T. Kamiya, H. Hosono
  • 学会等名: 5thForum on New Materials, CIMTEC2010
  • 発表場所: Montecatini Terme, Italy
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] Electronic Structures and Energy Band Lineup of Transparent Conducting Materials Studied by Photoelectron Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Yanagi
  • 学会等名: CIMTEC 2010, 5th Forum on New Materials
  • 発表場所: Montecatini Terme, Italy
  • 年月日: 2010-06-17
• [学会発表] Cu_<2-x> Se : High-efficienthole injection electrode for organic semiconductors (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Yanagi, Ikue Koizumi, Ki-Beom Kim, Hidenori Hiramatsu, Toshio Kamiya, Masahiro Hirano, Hideo Hosono
  • 学会等名: The Third International Conference on the Characterization and Control of Interfaces for High Quality Advanced Materials, and Joining Technology for New Metallic Glasses and Inorganic Materials
  • 発表場所: Kurashiki, Japan
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 光電子分光法によるCu_2O/酸化物絶縁体界面の電子状態の観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 柳博, Shunyi Li, Andre Wachau,松崎功佑,神谷利夫, Andreas Klein,細野秀雄
  • 学会等名: 第70回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 光電子分光法によるCu_2O/酸化物絶縁体界面の電子状態の観察 (2009)
  • 著者名/発表者名: 柳博
  • 学会等名: 第70回 応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] Application of HAXPES to New Transparent Oxide Semiconductors : Transparent Amorphous Oxide Semiconductors & Room Temperature Stable Electride (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Yanagi
  • 学会等名: International Workshop for New Opportunities in Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy : HAXPES 2009
  • 発表場所: NY, USA
  • 年月日: 2009-05-21
• [備考]
  • URL: http://www.ab11.yamanashi.ac.jp/apchem/
• [備考]
  • URL: http://www.ab11.yamanashi.ac.jp/apchem/index.shtml