新しいp型ワイドギャップ半導体CuxZnyS

• 研究課題/領域番号: 25420286
• 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: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 市村 正也 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30203110)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: CuZnS / ワイドギャップ / p型半導体 / 電気化学堆積 / 光化学堆積 / ワイドギャップ半導体 / ヘテロ接合 / 伝導型制御

研究成果の概要

p型ワイドギャップ半導体CuxZnySのデバイス応用を試み、同時にそのための基礎物性評価を行った。組成と伝導型の関係を調べたところ、Cu組成比が0.5～0.7％を境界としそれ以上ではp型、以下ではn型の伝導型をしめすことが分かった。また、硫黄雰囲気中で熱処理をしたところ、200℃程度まではp型を示すが、それ以上の温度では真性に近くなることがわかった。また、デバイス応用のため、n型ワイドギャップ半導体薄膜とのヘテロ接合作製を試みた。n型層としてはZnO、ZnSを用いた。いずれのヘテロ接合でも整流性と光応答が確認された。これより、CuxZnySは透明p型半導体として光電子素子応用に有望である。

研究成果

• [雑誌論文] Deposition of p-type wide-gap semiconductor CuxZnyS (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Ichimura
  • 雑誌名: AIP Conf. Proc. 巻: 1788 ページ: 020005-020005
  • DOI: 10.1063/1.4968253
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of annealing on properties of electrochemically deposited Cu_xZn_yS thin films (2016)
  • 著者名/発表者名: Bayingaerdi Tong and M. Ichimura
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 41 号: 3 ページ: 255-258
  • DOI: 10.14723/tmrsj.41.255
  • NAID: 130005263765
  • ISSN: 1382-3469, 2188-1650
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Annealing of p-type wide-gap CuxZnyS thin films deposited by the photochemical deposition method (2016)
  • 著者名/発表者名: Bayingaerdi Tong and M. Ichimura
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: 55 号: 9 ページ: 098004-098004
  • DOI: 10.7567/jjap.55.098004
  • NAID: 210000147086
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of annealing on properties of electrochemically deposited CuxZnyS thin films (2016)
  • 著者名/発表者名: Bayingaerdi Tong and M. Ichimura
  • 雑誌名: Transaction of Material Research Society of Japan 巻: 41 ページ: 0-0
  • NAID: 130005263765
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Heterojunctions Based on Photochemically Deposited CuxZnyS and Electrochemically Deposited ZnO (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Ichimura and Y. Maeda
  • 雑誌名: Solid State Electronics 巻: 107 ページ: 8-10
  • DOI: 10.1016/j.sse.2015.02.016
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fabrication of transparent CuxZnyS/ZnS heterojunction diodes by photochemical deposition (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Ichimura and Y. Maeda
  • 雑誌名: Physica Status Solidi (c) 巻: 12 号: 6 ページ: 504-507
  • DOI: 10.1002/pssc.201400229
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Conduction type of nonstoichiometric alloy semiconductor CuxZnyS deposited by the photochemical deposition method (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Ichimura and Y. Maeda
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 594 ページ: 277-281
  • DOI: 10.1016/j.tsf.2015.04.071
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Deposition of p-type wide-gap semiconductor CuxZnyS (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Ichimura
  • 学会等名: Int. Conf. Eng. Sci. Nanotechnol.
  • 発表場所: Solo, Indonesia
  • 年月日: 2016-08-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Photochemical Deposition of p-type wide-gap semiconductor CuxZnyS (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaya Ichimura
  • 学会等名: Intl. Conf. Engineering, Science and Nanotechnology
  • 発表場所: Solo, インドネシア
  • 年月日: 2016-08-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Stability of electrochemically deposited Cu-Zn-S-O thin films (2015)
  • 著者名/発表者名: Bayingaerdi Tong and Masaya Ichimura
  • 学会等名: The 25th Annual Meeting of MRS-J A1:Functional Oxide Materials Symposium
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2015-12-09
  • 国際学会
• [学会発表] Conduction type of nonstoichiometric alloy semiconductor CuxZnyS deposited by the photochemical deposition method (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Ichimura, and Y. Maeda
  • 学会等名: Int. Symp. Transparent Conductive Materials 2014
  • 発表場所: ギリシャ、クレタ島
  • 年月日: 2014-11-10
• [学会発表] Fabrication of transparent CuxZnyS/ZnS heterojunction diodes (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Maeda and M. Ichimura
  • 学会等名: Int. Conf. Ternary and Multinary Compounds 2014.9.2
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2014-09-01
• [学会発表] Heterojunctions Based on Photochemically Deposited CuxZnyS and Electrochemically Deposited ZnO (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Ichimura, and Y. Maeda
  • 学会等名: IUMRS Int. Conf. in Asia （ICA) 2014
  • 発表場所: 台北
  • 年月日: 2014-08-26
• [学会発表] Photochemical Deposition of Transparent p-type Alloy CuxZnyS and Its Applicaiton for Heterostructure Photovoltaic Cells
  • 著者名/発表者名: M. Ichimura, Mandula, and Y. Kai
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] 光化学堆積法による透明p型CuxZnyS 薄膜の作製及びヘテロ接合への応用
  • 著者名/発表者名: 前田、市村
  • 学会等名: 応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学
• [学会発表] Photochemical Deposition of Oxide and Sulfide Semiconductor Thin Films and Their Application for Gas Sensors and Solar Cells
  • 著者名/発表者名: M. Ichimura
  • 学会等名: IUMRS-Int. Conf. Electronic Materials 2014
  • 発表場所: 台北
  • 招待講演