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p型の伝導性を示すワイドギャップ半導体は極めてまれであり、可視紫外の薄膜光電子デバイス実現のためには新たな材料の探索が必要とされている。本研究では、新しいp型ワイドギャップ半導体CuxZnySの薄膜を作製する。CuxZnySはCuxSとZnSの混晶と考えられ、広い組成範囲で透明かつp型伝導性を示す。n型ワイドギャップ半導体と組み合わせることでCuxZnySのpn接合デバイス応用を試み、同時にそのための基礎物性評価を行った。
まず組成と伝導型の関係を調べたところ、Cu組成比が0.5～0.7％を境界としそれ以上ではp型、以下ではn型の伝導型をしめすことが分かった。また、電気化学堆積によって得られた薄膜に対し、硫黄雰囲気中で熱処理をしたところ、200℃程度まではp型を示すが、それ以上の温度では真性に近くなることがわかった。また、デバイス応用のため、n型ワイドギャップ半導体薄膜とのヘテロ接合作製を試みた。n型層としてはZnO、ZnSを用いてヘテロ接合を作製したところ、いずれの接合でも整流性と光応答が確認された。
28年度は、前年度に引き続き光化学堆積CuxZnyS薄膜について熱的安定性を調べ、前年度までの結果と合わせ論文を一編発表した。電気化学堆積の薄膜と同様の結果が得られたが、伝導型が真性に変化する温度は、電気化学堆積膜が300℃であったのに対し、光化学堆積の膜では400℃であるなど、違いも見られた。
さらに、最終年度であることから、研究成果の発信に努め、国際会議にてこれまでの成果をレビューした招待講演を行った。
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