共ドープによる固溶元素の安定化効果に基づく熱力学的に安定なバルクp型ZnOの創製

• 研究課題/領域番号: 23K17958
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 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
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 大瀧 倫卓 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (50223847)
• 研究期間 (年度): 2023-06-30 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 酸化亜鉛 / p型酸化物 / 共ドープ / アクセプタ / 酸化物エレクトロニクス

研究開始時の研究の概要

酸化物ワイドギャップ半導体である酸化亜鉛ZnOは、n型伝導が卓越するのが常であり、p型のZnOを安定的に得ることは極めて困難とされている。これまでのp型ZnOの報告は、非平衡状態が凍結される薄膜に限られており、熱力学的平衡条件下で合成されるバルクZnOセラミックスでは、安定なp型伝導は前例がない。本研究は、ZnOに複数の元素を同時に添加するとZnOへの固溶限が大幅に拡大するという特異な現象を利用して、通常は不安定なバルクZnOのp型ドーピングを熱力学的に安定化できる可能性を検討し、かつて前例のない熱力学的に安定なバルクp型ZnOの創製に挑戦する。