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酸化亜鉛系並びにグラフェン系ナノ構造創製とグリーンデバイス展開

研究課題

研究課題/領域番号 24510149
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料・ナノバイオサイエンス
研究機関静岡大学

研究代表者

天明 二郎  静岡大学, 工学研究科, 教授 (90334961)

研究分担者 中村 篤志  静岡大学, 工学研究科, 講師 (50402243)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2012年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード酸化亜鉛系混結晶 / 光デバイス / バンドギャップエンジニアリング / ラジカル有機金属気相堆積法 / グラフェン / アルコール熱化学気相堆積法 / 透明電極 / 国際情報交換
研究概要

我々は非平衡度の高いリモートプラズマ励起・有機金属化学気相堆積法(RPE-MOCVD)を開発し検討を進めた。ウルツ鉱型 Zn(Cd, Mg)O系3元薄膜でMg組成25%からCd組成67%まで組成制御(Eg=3.7-1.6eV)を可能とし、紫外から近赤外域のバンドギャップエンジニアリングに内外で初めて成功し、LED,PD動作を実現、そのフィージビリティを示した。今年度は、可視域PV応用を念頭に、低キャリア濃度ZnCdMgO 4元混晶成長の可能性を追求した。その結果、Mgを2%程度含む系の成長に成功し、キャリア濃度も一桁低減出来た。実際PEDOT:PSS電極を用いたショットキーダイオードを作成し、Voc:0.16VのPV特性を可視域酸化物半導体で内外で初めて実現出来た。またJST-MINECOの国際共同研究プログラムで4年仁枝君を2014年1月12日より3週間UPM-ISOM研に共同実験のため派遣でき、国際交流を深めると同時に相互相補の実験協力を進めた。
カーボンはグラファイト、ダイアモンド等の形態で知られカーボンコンポジット等、様々な応用がなされている。我々はグラフェンに着目し、金属触媒上はなくアルコールCVD直接成法を用いた酸化物結晶基板上での均一・大面積グラフェンの制御の可能性を検討してきており、これまでグラフェンFETの基本動作にも成功した。今期は、透明導電膜への展開も念頭に、ポストアニール等によるシート抵抗値低減の検討と同時に、実際に石英ガラス基板上に直接成長したグラフェン電極を、本学の久保野研の液晶素子と、SiO2上で同じく本学の猪川研の単電子素子に展開出来る事を示した。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (14件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Acceptor levels probed by DLOS in ZnMgO:N2014

    • 著者名/発表者名
      A. Kurtz, A. Hierro, G. Tabares, E. Munoz, S. K. Mohanta, A. Nakamura, J. Temmyo
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: 104 ページ: 81105-81119

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrical characterization of Schottky contacts to n-MgZnO films2013

    • 著者名/発表者名
      S. K. Mohanta, A. Nakamura, G. Tabares, A. Hierro, A. Guzman, E. Munoz, J. Temmyo
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 548 ページ: 539-543

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and characterization of N, In co-doped MgZnO films using remote-plasma-enhanced metalorganic chemical vapor deposition,2013

    • 著者名/発表者名
      S. K. Mohanta, A. Nakamura, J. Temmyo
    • 雑誌名

      J. Crystal Growth

      巻: 375 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single cuprous oxide films synthesized by radical oxidation at low temperature for PV application2013

    • 著者名/発表者名
      Z. Zang, A. Nakamura, J. Temmyo
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 21 ページ: 11448-11452

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical properties and microstructre of 2.02-3.30 eV ZnCdO nanowires: effect of thermal annealing2013

    • 著者名/発表者名
      M. Lopez-Ponce, A. Hierro, J. M. Ulloa, P. Lefebvre, E. Munoz, S. Agouram, V. Munoz-Sanjose, K. Yamamoto, A. Nakamura, J. Temmyo,
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 102 ページ: 143103-143106

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitrogen doping in cuprous oxide films synthesized by radical oxidtion at low temperature2013

    • 著者名/発表者名
      Z. Zang, A. Nakamura, J. Temmyo
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 92 ページ: 188-190

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct growth properties of graphene layers on sapphire substrates by alcohol-chemical vapor deposition2012

    • 著者名/発表者名
      A. Nakamura, Y. Miyasaka, J. Temmyo,
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 51 号: 4S ページ: 04DN03-04DN03

    • DOI

      10.1143/jjap.51.04dn03

    • NAID

      210000140568

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 可視域ZnCdMgO 4元混晶薄膜のRPE-MOCVD成長とPV特性2014

    • 著者名/発表者名
      仁枝嘉昭 中村篤志 天明二郎
    • 学会等名
      2014年春季応物学会, 19a-E10-5
    • 発表場所
      青山学院大学(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンCVD膜表面におけるネマチック液晶配向と電気光学特性2014

    • 著者名/発表者名
      中垣貴充 山田憲史 中村篤志 天明二郎 久保野敦史
    • 学会等名
      2014年秋季応物講演会, 19a-E2-7
    • 発表場所
      青山学院大学(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] アルコールCVD直接成長グラフェン膜のNiを用いたポストアニール処理2014

    • 著者名/発表者名
      山田憲史 中村篤志 天明二郎
    • 学会等名
      2014年秋季応物講演会、17a-E2-4
    • 発表場所
      青山学院大学(神奈川県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] PEDOT:PSS/nonpolar MgZnO Schottky performance for photovoltaics2013

    • 著者名/発表者名
      S. K. Mohanta, A. Nakamura, A. Hierro, G. Tabares, A. Guzman, E. Munoz, J. Temmyo
    • 学会等名
      IC II-VI compounds and related material, we-p14(poster)
    • 発表場所
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ynthesis on wurtzeit MgZnO films by RPE-MOCVD with EtCp2Mg2013

    • 著者名/発表者名
      N. Ohmura, S. K. Mohanta, A. Nakamura, J. Temmyo
    • 学会等名
      IC II-VI compounds and related material, Tu-p10(oster)
    • 発表場所
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Acceptor levels probed by DLOS in ZnMgO:N2013

    • 著者名/発表者名
      A. Kurz, A. Hierro, G. Tabares, E. Munoz, S. K. Mohanta, A. Nakamura, J. Temmyo
    • 学会等名
      IC II-VI compounds and related material, Mo-B5(oral)
    • 発表場所
      長浜ロイヤルホテル(滋賀県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Direct Synthesis of Graphene films via Alcohol CVD for Transparent electrode2013

    • 著者名/発表者名
      M. Mizoguchi, C. Sakai, A. Nakamura, J. Temmyo
    • 学会等名
      2013SSDM, P-5-4L. (oral)
    • 発表場所
      ヒルトン福岡シーホーク(福岡県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンCVD膜表面におけるネマチック液晶は以降の基板依存性2013

    • 著者名/発表者名
      中垣貴充 溝口雅裕 中村篤志 天明二郎 久保野敦史
    • 学会等名
      2013年秋季応物講演会, 16p-P7-49 (poster)
    • 発表場所
      同志社大(京都府)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Zn(Mg,Cd)O混晶のRPE-MOCVD成長と面方位制御2013

    • 著者名/発表者名
      大村信亮 S. K. Mohanta, 中村篤志 天明二郎
    • 学会等名
      2013年秋季応物講演会,17a-B4-10
    • 発表場所
      同志社大(京都府)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Near infrared ZnCdO:Mg, In, N) films by RPE-MOCVD2012

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki, S. K. Mohanta, A. Nakamura, J. Temmyo
    • 学会等名
      2012SSDM, Kyoto,Sept. 25-28, 2012,
    • 発表場所
      京都国際会議場(京都府)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Time- resolved Photoluminescence spectroscopy of Zn1-XCdXO nanowires2012

    • 著者名/発表者名
      M. Lopez-Ponce, P. Lefebvre, J. M. Ulloa, E. Muoz, K. Yamamoto, A. Nakamura, J. Temmyo, A. Hierro,
    • 学会等名
      th IWZnO 2012, Nice, France, Sept 11-14, poster-212
    • 発表場所
      アクロポリス会議センター(フランス)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Zn(Mg,Cd)O Epilayers and nanostructures for optoelectronics,2012

    • 著者名/発表者名
      A. Hierro, G. Tabares, M. Lopez-Ponce, J.M. Ulloa, P. Lefebvre, E. Munoz, K. Yamamoto,A. Nakamura, J. Temmyo, B. Vinter, J.-M. Chauveau, A. Redondo-Cubero
    • 学会等名
      2012 German-Japanese-Spanish Joint Workshop, July 21-22, 2012, Berlin
    • 発表場所
      日独ベルリンセンタ(ドイツ)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸化亜鉛系並びにグラフェン系ナノ構造創製と光・電子デバイスへの展開

    • 著者名/発表者名
      天明二郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会講習会、
    • 発表場所
      熊本大学(熊本県)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ZnO-based and graphene nanostructures for green devices

    • 著者名/発表者名
      A. Nakamura, J. Temmyo
    • 学会等名
      2nd Workshop on Spanish-Japan nanotechnogies and new material for environmental challenges
    • 発表場所
      筑波国際会議場(茨城県)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Handbook of Zinc oxide and related materials: volume one, Materials (I)2012

    • 著者名/発表者名
      K. Yamamoto and J. Temmyo
    • 総ページ数
      430
    • 出版者
      Taylor & Francis Ltd, CRC Press ( Edited by Z. C. Feng, Chapter 11)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] temmyolab

    • URL

      http://www.rie.shizuoka.ac.jp/~temmyo/index.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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