| 研究概要 |
本研究は,高温で混合導電性を示す酸化物半導体と金属電極との界面において,ショットキー障壁が電子やイオンの移動に及ぼす影響を明らかにすることを目的とする。
本年度は,酸素分圧を制御するための混合ガス供給系を作製し,SrTiO3およびドナーとしてNbをドープしたSr(Ti,Nb)O3の単結晶試料について,導電率,酸素不定比性などの基礎データを取得した。さらに,これらの表面にレーザーアブレーション法によってPt電極を接合し,界面での高温ショットキー整流特性を測定した。これまでに,以下の成果が得られている。
1. Nbをドープしていない試料は,従来報告されているものと同様に,高酸素分圧領域で酸素分圧の1/4乗に比例するp型導電性を,低酸素分圧領域では酸素分圧の-1/4乗に比例するn型導電性を示した。これは試料中に一定量の酸素欠損が存在する示している。これに対し,Nbを0.02%ドープした試料では,ドナー濃度に比例したn型導電性を示し,さらに高温/低酸素分圧領域では,酸素空孔の生成に伴って導電率が酸素分圧の-1/6乗に比例して変化した。この導電率から,酸素不定比量を見積もった。
2. Sr(Ti,Nb)O3の単結晶上に白金電極を作製し,その界面のI-V特性の測定を行った。当初の計画では今年度は室温での特性を測定する予定であったが,障壁(抵抗)が予想以上に高く,現有の設備では計測が不可能であったため,高温での測定を行った。この結果,ショットキー障壁によると思われる非線形挙動が,600℃程度まで観察された.このとき,障壁高さは雰囲気の酸素分圧によって変化した。ただし,データの再現性に問題があり,現在,対極や参照極の材質を変更するなど,測定法の改良を試みている。
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