研究課題
本研究は、代表的な導電性基板である Nb:SrTiO3 上に安定な酸化物、窒化物などの極薄膜を堆積させ、極薄膜の電気状態、欠陥状態を制御することで仕事関数を大幅に変調し、特にアルカリ金属などでしか実現しない極端に低い仕事関数を実現することを目指してきた。本年度、SrTiO3 上にエピタキシャル成長する薄膜系において、特にキャリヤ符号・密度・欠陥の制御性が大きい窒化銅 (Cu3N) とマグネタイト（Fe3O4）薄膜において、雰囲気を制御したポストアニールにより薄膜品質の大幅な上昇を実現し、キャリヤ状態をホール効果・ゼーベック効果から明らかにし、欠陥状態を電子顕微鏡観察により明らかにした。また、構築した低仕事関数表面からの電子放出を実証するため、真空チャンバー内において低仕事関数表面と透明電極を狭いギャップを隔てて設置し、電圧印加およびキセノンランプ照射により、電子放出が表面全体から起こっていることを確認した。Cu3N においては、汎用性が高く製造工程でも使われているRFマグネトロンスパッタリング法により、基板温度、混合ガス比、RF出力を最適化することで多結晶薄膜の伝導型を制御することを実現し、紫外線光電子分光によりフェルミ準位の成膜条件依存性を調べた。一方、バンドギャップの大きさが異なるルチル型二酸化チタン（TiO2）と酸化銅（CuO）を積層させることで可視光に応答するバンドアラインメントを界面で実現することを目指し、ルチル型 TiO2 基板上の一部に CuO を堆積した試料において、硝酸銀水溶液中での光照射によりCuO のエッジにおける銀の析出を見出し、光吸収特性の波長が変調できることを明らかにした。
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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