酸窒化物超格子のピエゾ電界を利用した室温動作エキシトニクスデバイスの創成

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760285
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 板垣 奈穂 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (60579100)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 薄膜・量子構造 / エキシトニクス / 酸窒化物半導体

研究概要

LSI の光伝送に対応した高速・省電力型信号処理システムの構築が急務となっている.光-電気信号変換が不要であるエキシトニックトランジスタは,原理的に超高速化・超低消費電力化が可能であるが,その動作温度は 150K 以下に限定されている.本研究では,独自に考案した「ピエゾ電界誘起構造」と申請者が見出した「酸窒化物半導体」を用い,エキシトニックトランジスタの室温動作を試みた.本成果は次世代光ネットワーク実現に向けたプラットフォーム技術に進化すると期待される.

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of the energy flux toward the substrate during magnetron sputter deposition of ZnO thin films, Plasma Sources Sci (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Bornholdt, N. Itagaki H. Kersten
  • 雑誌名: Technol 巻: Vol. 22 ページ: 025019
  • DOI: DOI:10.1088/0963-0252/22/2/025019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Hydrogen Dilution on ZnO Thin Films Fabricated via Nitrogen Mediated Crystallization (2013)
  • 著者名/発表者名: I. Suhariadi, N. Itagaki
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol. 52 ページ: 01AC08
  • DOI: DOI:10.7567/JJAP.52.01AC08
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sputter deposition of Epitaxial Zinc-Indium Oxynitride Films for Excitonic Transistors (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki, M. Shiratani
  • 雑誌名: Proceedings of International Symposium on Dry Process 2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] ZnO:Al Thin Films with Buffer Layers Fabricated via Nitrogen Mediated Crystallization: Effects of N2/Ar Gas Flow Rate Ratio (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Suhariadi, N. Itagaki
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: Vol. 37 ページ: 165-168
  • URL: http://jglobal.jst.go.jp/detail.php?JGLOBAL_ID=201202205920945013
  • 査読あり
• [雑誌論文] High quality epitaxial ZnO films grown on solid-phase crystallized buffer layers (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kuwahara, N. Itagaki
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: Vol. 520 ページ: 4674
  • DOI: DOI:10.1016/j.tsf.2011.10.136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel fabrication method for transparent conducting oxide films utilizing solid-phase crystallized seed layer (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki, K. Kuwahara, K. Nakahara
  • 雑誌名: AIP Conference Proceedings ページ: 23-26
  • DOI: DOI:10.1063/1.3653599
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel fabrication method for ZnO films via nitrogen-mediated crystallization (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki, K. Kuwahara, K. Matsushima, K. Oshikawa
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering 巻: vol.8263 ページ: 826303
  • DOI: DOI:10.1117/12.911971
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel fabrication method of ZnO films utilizing solid-phase crystallized seed layers (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki, K. Kuwahara
  • 雑誌名: Materials Research Society Symposium Proceedings ページ: 15-20
  • DOI: DOI:10.1557/opl.2011.709
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial Growth of ZnInON Films for Piezo-Electric-Field Effect MQW Solar Cells
  • 著者名/発表者名: K. Matsushima, N. Itagaki
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics
  • 査読あり
• [学会発表] ZnO based semiconductors fabricated by impurity mediated crystallization(Invited) (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: SPIE(international society for optics and photonics) photonics west 2013
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2014-02-01
• [学会発表] Band-Gap Engineering of ZnO Based Semiconductors Deposited by Sputtering (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Doshisha University, Kyoto, Japan
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] Novel Approach to Sputtering Growth of Single Crystalline Oxide Semiconductors for Optoelectronic Applications (Invited) (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: The 9th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
  • 発表場所: Jeju, korea
  • 年月日: 2013-08-25
• [学会発表] Novel Application of Ar/N2 Discharges to Sputtering Growth of High Quality Oxide Semiconductors (Invited) (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: The XXXI edition of the International Conference on Phenomena in Ionized Gases
  • 発表場所: Granada, Spain
  • 年月日: 2013-07-14
• [学会発表] Sputter Deposition of Single Crystal ZnO Films on 18% Lattice mismatched c-Al2O3 Substrates via Nitrogen Mediated Crystallization (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: International Symposium on Sputtering and Plasma Processes
  • 発表場所: Kyoto Research Park, Kyoto, Japan
  • 年月日: 2013-07-10
• [学会発表] Sputter Deposition of Semiconductor-Grade ZnO Based Materials on Lattice Mismatched Substrates for Optoelectronic Applications (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: The Collaborative Conference on Materials Research 2013
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2013-06-24
• [学会発表] スパッタ法による C 面サファイア基板上への原子平坦 ZnO 薄膜の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 板垣奈穂
  • 学会等名: 2013年第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] Sputter deposition of zinc-indium oxynitride semiconductors with narrow bandgap for excitonic transistors (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: 5th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
  • 発表場所: Nagoya University, Japan
  • 年月日: 2013-02-01
• [学会発表] Sputter Deposition of Atomically-Flat ZnO Films on Lattice Mismatched Substrates via Nitrogen Mediated Crystallization (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: The Korea Japan Workshop and AJC Meeting
  • 発表場所: Okazaki Conference Center, Japan
  • 年月日: 2013-01-26
• [学会発表] Epitaxial Growth of ZnO Based Semiconductors via Impurity-Additive Mediated (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: 2012 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: Hynes Convention Center, USA
  • 年月日: 2012-11-26
• [学会発表] Sputter deposition of Epitaxial Zinc-Indium Oxynitride Films for Excitonic Transistors (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: The 34th International Symposium on Dry Process
  • 発表場所: the University of Tokyo, Japan
  • 年月日: 2012-11-16
• [学会発表] Zinc-Indium Oxynitride Thin Films for Multiple-Quantum Well Solar Cells (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: 11th Asia-Pacific Conference on Plasma Science and Technology
  • 発表場所: Kyoto University, Japan
  • 年月日: 2012-10-03
• [学会発表] Zinc-Indium Oxynitride Semiconductors for Piezo-Electric-Field Effect MQW Solar Cells (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: IUMRS‐ICEM 2012
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Japan
  • 年月日: 2012-09-27
• [学会発表] Crystallinity control of sputtered ZnO films by utilizing buffer layers fabricated via nitrogen mediated crystallization: Effects of nitrogen flow rate (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: 13th International Conference on Plasma Surface Engineering
  • 発表場所: Garmisch-Partenkirchen, Germany
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] 高効率量子井戸型太陽電池のための新規酸窒化物半導体薄膜の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 板垣奈穂
  • 学会等名: 第9回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2012-05-31
• [学会発表] Piezo-electric-field effect MQW solar cells based on novel oxynitride semiconductors (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: JST-PRESTO International Joint Symposium on Photo-Science Leading to a Sustainable Society: Environment, Energy, Functional Materials
  • 発表場所: 慶應義塾大学
  • 年月日: 2012-03-27
• [学会発表] 窒素添加結晶化バッファー層による ZnO:Al 薄膜の結晶性制御: 窒素供給量の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 板垣奈穂
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Novel fabrication method for ZnO films via nitrogen-mediated crystallization (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: SPIE(international society for optics and photonics) photonics west 2012
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2012-01-22
• [学会発表] Zinc oxide-based transparent conducting films with buffer layers fabricated via nitrogen-mediated crystallization (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Itagaki
  • 学会等名: 21st International Photovoltaic Science and Engineering Conference
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Japan
  • 年月日: 2011-12-01
• [学会発表] Ar/N2 マグネトロンスパッタによる低抵抗ZnO:Al膜の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 板垣奈穂
  • 学会等名: Plasma Conference 2011
  • 発表場所: 石川県立音楽堂
  • 年月日: 2011-11-24
• [学会発表] 窒素添加結晶化法による超均一・低抵抗酸化亜鉛薄膜の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 板垣奈穂
  • 学会等名: 第27回九州・山口プラズマ研究会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2011-11-07
• [備考]
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K003622
• [備考]
  • URL: http://plasma.ed.kyushu-u.ac.jp/~itagaki_lab/index.html
• [産業財産権] 多重量子井戸型太陽電池および多重量子井戸型太陽電池の製造方法 (2013)
  • 発明者名: 板垣奈穂,白谷正治,内田儀一郎
  • 権利者名: 板垣奈穂,白谷正治,内田儀一郎
  • 産業財産権番号: PCT/JP2013/055973
  • 出願年月日: 2013-03-05
  • 外国
• [産業財産権] 多重量子井戸型太陽電池及び多重量子井戸型太陽電池の製造方法 (2012)
  • 発明者名: 板垣奈穂,白谷正治,内田儀一郎
  • 権利者名: 板垣奈穂,白谷正治,内田儀一郎
  • 産業財産権番号: 2012-49805
  • 出願年月日: 2012-03-06
• [産業財産権] ZnO 膜の製造方法、透明導電膜の製造方法、ZnO 膜、及び透明導電膜 (2011)
  • 発明者名: 板垣奈穂、白谷正治、古閑一憲、内田儀一郎、鎌滝晋礼
  • 権利者名: 板垣奈穂、白谷正治、古閑一憲、内田儀一郎、鎌滝晋礼
  • 産業財産権番号: PCT/JP2011/069348
  • 出願年月日: 2011-08-26
  • 外国