IーIIIーVI_z族化合物半導体の格子欠陥制御に関する研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03205109
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 入江 泰三 東京理科大学, 工学部, 教授 (40084363)
• 研究分担者: 中西 久幸 東京理科大学, 理工学部, 助教授 (70084473) ; 遠藤 三郎 東京理科大学, 工学部, 教授 (90084392)
• キーワード: IーIIIーVI_z族半導体 / 結晶成長と評価 / 格子欠陥 / ラマン散乱 / 緑色発光 / 積層構造 / ヘテロ接合

研究概要

本研究では、2、3のIーIIIーVI_z族半導体について、結晶成長から評価まで一貫した研究を行い、評価もできるだけ多くの方法で多面的に行うことによって、格子欠陥の構造、電子状態を明らかにし、これらを制御することによって物性を制御しようとすることを目的とした。
今回までに得られた成果の中で重要なことは、
1、CuInSe_z単結晶中の過剰Seの量、Cu/In等を制御する結晶成長法を確立したこと。
2、上記方法により故意に導入した格子欠陥による準位をその同定を行ったこと。
3、IーIIIーVI_z族及びその混晶系のラマン散乱の基礎デ-タを確立し特にCuInSe_zについては偏光測定も含めて詳細な基礎デ-タを確立したこと。
4、研究途上で見いだしたCdInGaS_4中の強い緑色発光について研究し、これがCdInGaS_4中に異相として含まれるCdSによるものであるが、CdSとCdInGaS_4が積層構造をとったときに特に強い発光が得られることを明らかにし、実際に人工的にCdS/CdInGaS_4ヘテロ接合をつくり強い緑色発光を得たこと
等である。今後残された問題としてはCuInSe_zについては輸送現象の測定を極低温にまで拡張して、不純物準位のより正確な決定をし、P.L.測定と合わせて欠陥の同定を行うことである。CdInGaS_4中の緑色発光に関してはCdS/CdInGaS_4の積層膜を人工的に作製してP.L.や電界発光をしらべることである。またCuGaS_z系についてはIIIーV族とのヘテロ接合を更に試みる必要がある。

研究成果

• [文献書誌] S.Ando,T.Okada,S.Endo and T.Irie: "“Edge emission enhancement in CdS by laminated CdInGaS_4"" J.Crystal Growth. (1991)
• [文献書誌] H.Matsushita,S.Endo and T,Irie: "“Raman ーScattering properties of IーIIIーVI_z Group Chalcopyrite Semiconductors"" Jpn.J.Appl.Phys,. 31. 18-22 (1992)
• [文献書誌] K.Takarabe,K.Kawai,and S.Minomura,T.Irie,M.Taniguchi: "“Erectronic structure of some IーIIIーVI_z chalcopyrite semiconductors studied by synchrotron radiation"" Japan.J.Appl.Phys.71. 441-447 (1992)
• [文献書誌] H.Tanino,T.Maeda,H.Fujikake,H.Nakanishi,S.Endo and T.Irie: "“Raman spectra of CuInSe_z"" Phys.Rev.B. (1992)