酸化亜鉛半導体に可視光域での活性を賦与する新たな混晶系の創製と その原理

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656402
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小俣 孝久 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (80267640)
• 連携研究者: 大橋 直樹 (独)物質・材料研究機構, 光材料センター, センター長 (60251617)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 半導体物性 / 光物性 / ナノ材料 / 先端機能デバイス

研究概要

ZnO とβ-AgGaO2の混合粉末をターゲットとして、rf-マグネトロンスパッタ法により、ウルツ鉱型 ZnO とウルツ鉱型の派生構造であるβ-NaFeO2型β-AgGaO2との混晶薄膜(1-x)ZnO -x(AgGaO2)1/2を作製した。0<x<0.33 の範囲でウルツ鉱型の単相薄膜が生成することが明らかとされた。0.67ZnO-0.33(AgGaO2)1/2組成で、そのバンドギャップは2.55eV(波長 485nm)であり、ZnO のバンドギャップを青色の領域まで小さくすることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Structural variation and optical properties of ZnO-LiGaO2pseudo-binary system (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Omata, M. Kita, K. Tachibana and S. Otsuka-Yao-Matsuo
  • 雑誌名: J. Solid State Chem. 巻: 188 ページ: 92-99
  • DOI: doi:10.1016/j.jssc.2012.01.053
• [雑誌論文] Fabrication of ZnO Films Alloyed with LiGaO2 by RF-Magnetron Sputtering and Their Optical Property (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Omata, K. Tanaka, S. Otsuka-Yao-Matsuo
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 50 ページ: 061102
  • DOI: DOI:10.1143/JJAP.50.031102
• [学会発表] Band Gap Narrowing of ZnO by Alloying with β-AgGaO2 (2013)
  • 著者名/発表者名: I. Suzuki, Y. Arima, M. Kita, T. Omata
  • 学会等名: 8thInternational Symposium on Transparent Oxide and Related Materials for Electronics and Optics (TOEO-8)
  • 発表場所: Waseda University, Tokyo
  • 年月日: 20130513-15
• [学会発表] New Pseudo-Binary Alloying System of x(AgGaO2)1/2-(1-x)ZnO for Band Gap Narrowing of ZnO (2013)
  • 著者名/発表者名: I. Suzuki, Y. Arima, M. Kita, T.Omata
  • 学会等名: 2013 MRS Spring Meeting
  • 発表場所: San Fransisco
  • 年月日: 20130401-05
• [学会発表] β-AgGaO2の固溶による ZnO のバンドギャップナローイング (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木一誓、有馬優太、小俣孝久、喜多正雄
  • 学会等名: 資源・素材学会 2013 年春季大会
  • 発表場所: 千葉工業大学
  • 年月日: 20130328-30
• [学会発表] β-AgGaO2の固溶による ZnO のバンドギャップナローイング (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木一誓、有馬優太、小俣孝久、喜多正雄
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2013 年年会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 20130317-19
• [学会発表] A pseudo-binary alloying system of zinc oxide; LiGaO2-ZnO (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Omata, M. Kita, S. Otsuka-Yao-Matsuo
  • 学会等名: International Workshop on Zinc Oxide and Related Materials (IWZnO2012)
  • 発表場所: Nice, France
  • 年月日: 20120911-14
• [学会発表] Zn2LiGaO4の構造相転移 (2012)
  • 著者名/発表者名: 喜多正雄、小俣孝久
  • 学会等名: 日本セラミックス協会 2012 年年会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] ZnO-LiGaO2系混晶の構造変化と光学的性質 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小俣孝久、喜多正雄
  • 学会等名: 2011 年秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 2011 年秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 年月日: 2011-08-31
• [産業財産権] 波長変換材料、波長変換機能付き基材、太陽電池用封止材および太陽電池モジュール (2012)
  • 発明者名: 小俣孝久、鈴木一誓、有馬優太、河合洋平
  • 権利者名: 旭硝子(株)
  • 産業財産権番号: 特願 2012-265430
  • 出願年月日: 2012-12-04
• [産業財産権] 半導体材料 (2012)
  • 発明者名: 小俣孝久、鈴木一誓、有馬優太、河合洋平
  • 権利者名: 旭硝子(株)
  • 産業財産権番号: 特願 2012-265431
  • 出願年月日: 2012-12-04