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2018 年度 実績報告書

高移動度を有するナノポーラス半導体単結晶膜の作製技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K18988
研究機関京都大学

研究代表者

三宅 正男  京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (60361648)

研究分担者 平藤 哲司  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (70208833)
池之上 卓己  京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (00633538)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワードエピタキシー / ポーラス材料
研究実績の概要

ナノポーラス半導体は、太陽電池の光電極や、光触媒、光電子材料、熱電素子などの、幅広い分野において新規応用への発展が期待される。
しかし、従来のナノポーラス材料の形成法では、ポーラス体を構成する物質が、多結晶体またはアモルファスからなるものしか得られない。多結晶やアモルファスでは、電荷キャリアの移動を妨げる欠陥(結晶粒界など)が多く存在するために、電気的特性が良いものは得られない。このことが、ナノポーラス半導体を利用した高機能デバイスの実現を阻む要因となっている。
本研究では、三次元ナノポーラス構造をもちながら、なおかつ、高い電気的特性(高キャリア移動度)を示す新規半導体材料の実現を目的とする。欠陥密度の高い多結晶体やアモルファスではなく、半導体単結晶からなるナノポーラス材料を形成する溶液成長プロセスの確立を目指した。
作製プロセスは以下の通りである。1) 単結晶基板上に、最終的なポーラス構造のテンプレートとなるポーラス構造層を形成する。基板上には、次の工程でエピタキシャル成長させる半導体のシード層をあらかじめ製膜しておく。2) 上記ポーラス層をテンプレートとし、ポーラス層の細孔内に目的の半導体をシード層からエピタキシャル成長させる。3) 最後に、テンプレートを除去することで、半導体からなるポーラス構造体を得る。
本プロセスで得られたポーラス半導体のキャリア濃度および移動度をホール効果測定によって明らかにし、従来の方法で得られる多結晶体からなるポーラス材料よりも優れた電気特性をもつことを実証した。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Growth and Electrical Properties of Epitaxial ZnO Films Prepared by Chemical Bath Deposition Using a Flow Reactor2018

    • 著者名/発表者名
      Miyake Masao, Yamamoto Ken, Ikenoue Takumi, Hirato Tetsuji
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 59 ページ: 1761~1766

    • DOI

      https://doi.org/10.2320/matertrans.M2018173

    • 査読あり
  • [学会発表] ミスト CVD 法による二酸化モリブデンのエピタキシャル成長2019

    • 著者名/発表者名
      股村雄也,池之上卓己,三宅正男,平藤哲司
    • 学会等名
      表面技術協会 第 139 回講演大会
  • [学会発表] ミスト CVD 法による c面 Al2O3 基板への Ni1-XMgXO 薄膜のエピタキシャル成長とバンドギャップ制御2019

    • 著者名/発表者名
      米谷怜, 池之上卓己, 三宅正男, 平藤哲司
    • 学会等名
      第 66 回 応用物理学会 春季学術講演会
  • [学会発表] ミスト CVD 法を用いた VO2 薄膜のエピタキシャル成長2019

    • 著者名/発表者名
      木村信, 池之上卓己, 三宅正男, 平藤哲司
    • 学会等名
      第 66 回 応用物理学会 春季学術講演会
  • [学会発表] ミスト CVD 法による MoO2 薄膜成長2018

    • 著者名/発表者名
      股村雄也, 三宅正男, 池之上卓己, 平藤哲司
    • 学会等名
      第 20 回関西表面技術フォーラム

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公開日: 2019-12-27  

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