| 研究課題/領域番号 |
21K04154
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
原 和彦 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80202266)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | ナノ粒子分散半導体薄膜 / 酸化亜鉛 / 酸化マグネシウム亜鉛 / 酸化ガリウム / ミスト化学気相法 / フォトルミネッセンス / カソードルミネッセンス / ミスト科学気相法 / 酸化アルミニウムガリウム / ナノ粒子 / 量子閉じ込め / ミストCVD / 蛍光体 / 酸化物半導体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
発光材料としての優れた特性を示す量子ドットにおける現状の課題を解決し、さらに新機能の創出をもたらし得る新しい構造の「量子ドット分散半導体薄膜」を提案し、その開発の第１段階として、この構造の有効性を明らかにすることを目的とする。具体的には、モデルケースとしてZnOをコア部とする酸化物系材料を採り上げ、独自に考案したミスト化学気相法を活用した単一プロセスによる成膜法の基本プロセスの確立すること、および量子ドット分散半導体薄膜における発光特性制御・向上の可能性を明らかにすることを目指す。提案する新材料の有用性を示すことにより、材料科学および結晶工学が関連する科学技術や産業への波及が見込まれる。
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| 研究成果の概要 |
発光特性の向上と新たな機能付加を目的とした新しいタイプの発光材料構造として提案した、バンドギャップ（Eg）の大きな半導体中にEgの小さいナノ粒子を分散させたナノ粒子分散半導体薄膜を、ミスト化学気相法をベースとした単一プロセスにより作製することを目指し、その実現が可能であることを実証することを目的に行われた研究である。具体的には、粒径が約20 nmのZnO粒子をGa2O3または(Zn,Mg)Oに分散させた薄膜の作製に達成した。試料はZnO粒子由来の発光を示し、ZnO粒子へのキャリア閉じ込めが生じていることを示すと共に、次段階の粒子サイズの制御による量子効果の発現に期待がもたれる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で提案した簡易な単一作製プロセスにより、凝集しやすいという従来の量子ドット発光材料における課題解決の可能性を示し、さらにナノ粒子へのキャリア閉じ込めを確認し半導体の量子構造を作製できることを実証した。さらに、元来原料選択の自由度の大きさが特徴であったミストCVDにおいて、さらに固体粒子もミスト中に分散した状態で基板まで輸送できることを示した。これらにより、材料開発の手法を大幅に多様化でき、広く他の材料開発への貢献につながるものと期待される。
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