| 研究概要 |
本研究の目的は、透明電極膜として実用化されているIn_2O_3-SnO_2(Indium Tin Oxide, ITO)に積極的に配向性を持たせて薄膜を形成することにより、より高い電気伝導を実現することである。本研究では、独自の方法で配向を制御する方法を提案した。ガラス基板上に{001}の配向性を示すZnO膜をあらかじめスパッタリング法で作成し、その膜上にITOをヘテロエピタキシャル形成することで、{111}方向に配向を制御したITOを作成することが可能となった。また、配向を制御したITO薄膜中のSnのド-ピング量が、ターゲット中に含まれるSn量や、ただのガラス基板上に同条件で作成した時のITO薄膜中のSn量と異なっていた。このSn量の変化は、ITO薄膜の電気伝導性に多大な影響を及ぼすが、薄膜の配向を制御することでターゲットとは異なったSn量のITO薄膜が作成ができる可能性が見いだされた。結晶成長面によりSn固溶量が異なり、固溶されないSnはリスパッタされ、膜表面部分に多くSnが存在したものと考えた。さらに本研究では、ITO中のSnの存在形態をメスバウア測定を行うことでSnの存在形態を調べ、電気特性との関連について検討した。上述の方法で作成した薄膜では測定を行うことができなかったが、粉末で作成したITOについて測定を行い、得られたメスバウアスペクトルを詳細に検討した。In_2O_3格子中には、Inサイトが2種類存在するが、まずSnは結晶学的座標でいうbサイトに置換固溶し、そしてド-ピング量が増えるにつれ、dサイトに固溶し、さらに固溶量が増加するとSnOxのような形態でITO中に存在すると考えられ、この解析結果はITOの示す電気特性と一致している。
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