| 研究課題/領域番号 |
17H01315
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機材料・物性
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
小俣 孝久 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80267640)
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| 研究分担者 |
鈴木 一誓 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60821717)
佃 諭志 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (00451633)
喜多 正雄 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (00413758)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 結晶成長 / セラミックス / 先端機能デバイス / 光物性 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，β-CuGaO2の前駆体となるβ-NaGaO2薄膜の作製法としてミストCVD法とPLD法を研究した。ミストCVD法では，再現性高く薄膜を堆積する装置を新たに開発し，平均組成がNa:Ga=1:0.91である平坦で均質な組織を有する薄膜の堆積に成功した。PLD法では，ターゲットと基板の距離を近づけることで，化学量論組成でかつ組織も均質なβ-NaGaO2薄膜の堆積に成功した。
XPSによりβ-CuGaO2とAl-doped ZnO のバンドアラインメントはType IIであり，光励起により生成した電子と正孔は分離されるため，太陽電池に応用可能なp/n接合であることを明らかとした。
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| 自由記述の分野 |
無機材料の化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
薄膜太陽電池の光吸収材料では，有害なカドミウムを含むCdTeや希少なインジウムを含むCu(InGa)Se2などのカルコゲナイド半導体の独壇場となっている。本研究では資源が豊富で安全な元素から成る酸化物半導体β-CuGaO2を太陽電池へと展開するのに必要な，化学量論組成のβ-NaGaO2前駆体薄膜の作製に目処をつけ，薄膜太陽電池の実現に向け着実な進歩を遂げている。また，p型β-CuGaO2とn型ZnOとが太陽電池に適切なType-II型接合を作ることを明らかにしており，β-CuGaO2が太陽電池材料として有望な材料であることを実験的に検証しており，学術的にも社会的にも意義ある成果をあげている。
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