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本研究は、資源量が豊富で強い毒性を持たない元素から構成される半導体薄膜を用いた新規紫外線センサーの開発を目的とする。目標とするセンサーの感度は、太陽光中で日焼け及び皮膚ガンの原因となるWB(280-320nm)域に高い感度を有するものとする。
本研究で開発する紫外線センサーの構造は、基本的にpin接合太陽電池と同様である。予備実験として、CuO/TiO_2/SnO_2によるセンサーを既存のSPD製膜装置で試作したところ、予想通り350nm付近に感度を示したが、S/N比が10^8(一般si系で10^<10>)で微弱であり、精度をさらに上げていく必要がある。
まず、SPD法によるp層のCuO、Cu_2O、SnS、Sn_2OS、CuI、i層のTiO2及びn層のIn_3O_3、SnO_2の最適形成条件を特定する。得られる膜の多くは数百nmの粒子から構成されているためピンホールが多数存在し、これを緻密化する必要がある。本年度はこれまでの低温膜形成技術及び結晶化抑制剤の利用により粒成長の抑制を図った。特に透明導電膜(SnO_2)層は原料の選択により形成膜の表面形態が大きく異なり、適切な条件設定により膜のヘイズ率を制御することが可能となった。これにより、センサーの感度のS/N比は試験的に作成していた従来品に比べ10^2倍大きくすることができ、有効なセンサーの作製に成功した。本研究結果はセンサーに限らず、様々な光学材料に応用することができ、太陽電池や紫外・赤外フィルター等の幅広い応用が期待される。
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