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2014 年度 実績報告書

ワンステップ成膜法による量子化複合構造薄膜創製と光電機能発現

研究課題

研究課題/領域番号 24360295
研究機関公益財団法人電磁材料研究所

研究代表者

阿部 世嗣  公益財団法人電磁材料研究所, その他部局等, 研究員 (20202666)

研究分担者 大場 洋次郎  京都大学, 原子炉実験所, 助教 (60566793)
平 徳海  独立行政法人物質・材料研究機構, その他部局等, その他 (80354207)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード太陽電池用材料 / 量子ドット / RFスパッタリング / ホットウォール / 量子サイズ効果 / 酸化物 / カルコゲナイド / 複合構造
研究実績の概要

本年は,ワンステップ物理成膜法による量子ドット増感型次世代太陽電池用材料の合成と光電特性の検討を行った.この際,構成物質の蒸気圧に応じ,物理成膜法として,RFスパッタリング法およびホットウォールデポジション(HWD)法を用い,それぞれ生成熱離散型および非固溶型の材料設計に基づき複合構造薄膜の合成を行った.まず,RFスパッタリング法では,Ge添加TiO2薄膜の熱処理温度と光電特性との関係について検討を行った.試料は,p型Si基板に作製し,この際,バッファー層およびキャップ層としてTiO2を用い,透明電極としてITOを用いた.その結果,550nmにおける光電流は,熱処理温度の増加に対してピークを伴って変化することを明らかにし,最適な熱処理温度を見出した.Ge相およびTiO2相は成膜時において共にアモルファス状態であり,熱処理を通じて結晶化する過程に起因すると考えられる.他方,HWD法では,非固溶型PbTe-ZnTe系複合構造材料のワンステップ成膜について検討を行った.試料はガラス基板上に作製し.蒸発源としてPbTeおよびZnTeをヒータ加熱により同時に昇華させることにより作製した.その結果,薄膜は,PbTeナノ粒子がZnTeマトリクス中に分散したナノ複合構造を形成することが明らかになった.また,高分解能電子顕微鏡観察においてPbTeナノ粒子はファセット形成すると共に,ZnTeマトリクスとのナノヘテロ界面においいて両者は良好に相分離することを明らかにした.さらに,電極材料として,可視光領域に禁制幅(1.8eV)を有するマグヘマイト(γ- Fe2O3)などの鉄酸化物薄膜に関する検討を行った.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Single-phase anatase structure and dominant metallic Ge in Ge/TiO2 multi-layer films using a sifferential pumping co-sputtering system2014

    • 著者名/発表者名
      Seishi Abe, Yoshitaka Adachi, Kenji Matsuda, Masateru Nose
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 562 ページ: 104-108

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2014.03.080

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mg-induced phase transformation from hematite to maghemite2014

    • 著者名/発表者名
      Seishi Abe and Masato Watanabe
    • 雑誌名

      Materials Research Express

      巻: 1 ページ: 026108: 1-8

    • DOI

      10.1088/2053-1591/1/2/026108

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ワンステップ成膜による相分離性PbTe-ZnTe複相薄膜の作製2015

    • 著者名/発表者名
      阿部世嗣、星信夫
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-03-18
  • [学会発表] 複合ターゲットを用いて作製したTiO2膜の構造に及ぼす製膜条件の影響2015

    • 著者名/発表者名
      後藤 慎弥,足立佳亮,阿部世嗣,松田健二,野瀬正照
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-03-18
  • [学会発表] 複相薄膜のワンステップ成膜:機能発現と選択生成2014

    • 著者名/発表者名
      阿部世嗣
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Ge/TiO2ナノ複相構造膜の微細構造2014

    • 著者名/発表者名
      足立佳亮,阿部世嗣,松田健二,野瀬正照
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-26
  • [学会発表] 反応性スパッタリング法により作製したTiO2膜の構造と特性に及ぼすターゲット材料の影響2014

    • 著者名/発表者名
      後藤慎弥,足立佳亮,阿部世嗣,松田健二,野瀬正照
    • 学会等名
      日本金属学会秋期大会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-09-26
  • [備考] 公益財団法人電磁材料研究所

    • URL

      http://www.denjiken.or.jp

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公開日: 2016-06-01  

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