研究課題
基盤研究(B)
本研究は、熱光発電システム構築のために、赤外領域に感度をもつInxGa1-xAsとInxGa1-xSb三元混晶半導体を対象として、(1)熱光発電デバイス用の高品質三元混晶半導体バルク単結晶成長技術の開発と(2)高品質三元混晶半導体薄膜成長技術を開発した。1.地上の1G環境下で溶液から結晶を育成する際、構成元素の密度差に起因した流れが発生するため、成長結晶の品質に大きな影響を及ぼす。重力が成長結晶の固液界面形状や組成分布に及ぼす効果を、落下塔と航空機を利用した微小重力環境下実験で明らかにした。また、濃度差自然対流と濃度差マランゴニ対流の挙動を重力レベルの関数として数値解析し、これらの対流が界面形状変化や組成分布に大きな影響をもたらすこと等を明らかにした。2.溶液中の温度勾配と成長速度から成長界面温度を一定に保つために最適な冷却速度を求め、温度差法で均一組成のInGaSbバルク単結晶成長に成功した。また、回転ブリッジマン法でInxGa1-xAs単結晶を成長させる際、In-Ga-As溶液にGaAsを供給することで均一組成のInxGa1-xAs(x=0.12)単結晶を成長させた。3.GaAs基板をSiNxで覆った後、円形の窓をあけたGaAs(111)基板上に液相成長法を用いてInxGa1-xAs(x=0.06)をブリッジ成長させた。ブリッジ成長層は、基板底面と接触しないため、貫通転位が少なく、結晶性が向上した。4.InAs基板をInxGa1-xAs基板に変換させた後、InxGa1-xAs層をホモエピタキシャル成長させる新しい方法を開発し、高In組成比InxGa1-xAs(x=0.8)層を成長させた。また、組成変換機構を詳細に調べた。5.光電変換効率を改善するために低転位密度で受光面積の大きなInGaSbピラミッド構造の2つの選択成長法を開発した。一つは、内部が空洞のピラミッド構造結晶法であり、他は組成変換基板上へのピラミッド結晶成長法である。6.n型GaSb基板にZnを拡散させ、p型層を形成した。熱処理条件を種々変えて不純物濃度分布を制御した。
すべて 2005 2004 2003 2002
すべて 雑誌論文 (72件) 図書 (3件) 産業財産権 (2件)
Int.J.Materials and Product Technology 22[1-3]
ページ: 20-34
ページ: 172-184
Microgravity Sci.and Technol. XVI[1]
ページ: 79-83
J.Appl.Phys. 97[2]
ページ: 023518-1-023518-5
日本結晶成長学会誌 32[1]
J.Cryst.Growth 275[1-2]
ページ: e421-e425
ページ: e931-e935
J.Crystal Growth 275[1-2]
ページ: e1507-e1512
ページ: 433-439
Int.J.Materials and Product Technology vol.22 [1-3]
Microgravity Sci.and Technol. vol.XVI [1]
J.Appl.Phys. vol.97 [2]
J.Jpn.Assoc.for Crystal Growth vol.32 [1]
ページ: 30-35
J.Cryst.Growth vol.275[1-2]
J.Cryst.Growth vol.275
J.Cryst.Growth 263
ページ: 320-326
静岡大学電子工学研究所研究報告 38
ページ: 1-7
静岡大学大学院電子科学研究科研究報告 24
ページ: 5-14
ページ: 33-39
Mechanics Research Communications 31
ページ: 605-610
Prof.of 3rd International Conference on Global Research and Education "Inter-Academia 2004"
ページ: 367-376
ページ: 377-386
J.Cryst.Growth vol.263
Bulletin of Research Institute of Electronics, Shizuoka University vol.38
Reports of the Graduate School of Electronics Science and Technology, Shizuoka Univ. vol.24
Mechanics Research Communications vol.31
Prof.of 3rd International Conference on Global Research and Education "Inter-Academia 2004" (Budapest, Hungary, 2004)
J.Num.Heat Transfer. 43
ページ: 31-46
Jpn.J.Appl.Phys. 42
ページ: 44-49
J.Cryst.Growth 247
ページ: 291-300
静岡大学電子工学研究所研究報告 37
静岡大学大学院電子科学研究科研究報告 23
ページ: 61-65
J.Cryst.Growth 256
ページ: 243-247
Proc.of 2nd International Conference on Global Research and Education "Inter-Academia 2003"
ページ: 113-128
ページ: 129-135
ページ: 205-210
J.Num.Heat Transfer.part 1 vol.43
Jpn.J.Appl.Phys. vol.42
J.Cryst.Growth vol.247
Bulletin of Research Institute of Electronics, Shizuoka University vol.37
Reports of the Graduate School of Electronics Science and Technology, Shizuoka Univ. vol.23
J.Cryst.Growth vol.256
Proc.of 2nd International Conference on Global Research and Education "Inter-Academia 2003" (Warsaw University, Poland, 2003)
The Journal of Space Technology and Science 15
ページ: 11-20
J.Cryst.Growth 237-238
ページ: 1525-1530
ページ: 1692-1696
ページ: 1831-1834
J.Semiconductor Science and Technology 17[7]
ページ: 729-734
J.Material Science Letter 21[17]
ページ: 1355-1358
Acta Astronautica 51[1-9]
ページ: 221-227
Prof.of Joint International Conference on Advanced Science and Technology by Shizunka University and Zhejiang University
ページ: 225-228
Prof.of Joint International Conference on Advanced Science and Technology by Shizuoka University and Zhejiang University
ページ: 460-463
ページ: 464-467
ページ: 468-471
The Journal of Space Technology and Science vol.15 [1]
J.Cryst.Growth. vol.237-239
J.Semiconductor Science and Technology vol.17 [7]
J.Material Science Letter vol.21 [17]
Acta Astronautica vol.51 [1-9]
Prof.of Joint International Conference on Advanced Science and Technology by Shizuoka University and Zhejiang University (Hamamatsu, Japan, 2002)
