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2014 年度 実績報告書

光ドープされた伝導体の電子輸送特性

研究課題

研究課題/領域番号 26287064
研究機関名古屋大学

研究代表者

寺崎 一郎  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30227508)

研究分担者 太田 裕道  北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (80372530)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード光物性 / セラミックス / 先端機能デバイス
研究実績の概要

本研究の目的は、(1)様々な絶縁体単結晶や薄膜に光を照射することによってキャリアを励起し、(2)その電気伝導率、熱起電力、ホール係数、熱伝導率を光の波長・強度、温度の関数として計測し、(3)光によってドープされたキャリアのキャリア濃度、移動度、ローレンツ数を定量的に明らかにすることである。また、緩和過程として光伝導が生じている状態での発光スペクトルも計測する。第1年度である平成26年度はSrTiO3、ZnO、ZnSの光ゼーベック効果と光伝導率について幅広い温度で計測を行った。以下に主な結果を示す。
(1) ZnSの光輸送現象を解析し、電子とホールの両方が輸送現象を支配していることを示した。またルミネッセンスの計測に成功し、光の緩和過程についての情報を得ることができた。
(2) ZnO薄膜の光ゼーベック効果と光伝導率から光Jonkerプロットを行い、その膜厚依存性を明らかにした。
(3) SrTiO3の光輸送現象の低温での測定結果を、系の誘電性と熱電特性を同時に満たすような現象論を構築し、定量的に説明することに成功した。
(4) Pb2CrO5などの半導体の光輸送測定の結果を解析、論文にまとめた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

3種類のワイドギャップ半導体の光輸送の計測に成功し、その実験結果を定量的なモデルを用いて解析することができた。また、予備的結果ながら交流法による熱拡散率の計測法を確立した。緩和過程についてもZnSのルミネッセンス測定に成功し、概ね計画は順調である。

今後の研究の推進方策

研究は概ね順調に進んでおり、平成27年度以降は、研究対象を強相関電子系である遷移金属酸化物に拡大する。また光熱拡散率の計測システムの構築を目指す。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Photo-Seebeck effect in ZnS2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Shiraishi, R. Okazaki, H. Taniguchi, and I. Terasaki
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 54 ページ: 031203/1-4

    • DOI

      10.7567/JJAP.54.031203

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photo-transport properties of Pb2CrO5 single crystals2014

    • 著者名/発表者名
      P. S. Mondal, R. Okazaki, H. Taniguchi, and I. Terasaki
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys. 116, 193706 (2014)

      巻: 116 ページ: 193706/1-5

    • DOI

      10.1063/1.4902248

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] SrTiO3単結晶における光照射下での輸送特性2015

    • 著者名/発表者名
      白石祐芽,岡崎竜二,谷口博基,寺崎一郎
    • 学会等名
      2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [学会発表] ZnS単結晶における光ゼーベック効果2014

    • 著者名/発表者名
      白石祐芽,岡崎竜二,谷口博基,寺崎一郎
    • 学会等名
      2014年 第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
  • [学会発表] Photo-Seebeck effect in p-type oxides2014

    • 著者名/発表者名
      I. Terasaki
    • 学会等名
      The 15th IUMRS-ICA
    • 発表場所
      Fukuoka
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
  • [学会発表] A Search for Nonequilibrium Thermoelectrics2014

    • 著者名/発表者名
      I. Terasaki
    • 学会等名
      CIMTEC 2014
    • 発表場所
      Faenza
    • 年月日
      2014-06-15 – 2014-06-19
    • 招待講演

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公開日: 2016-06-01  

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