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2005 Fiscal Year Annual Research Report

酸化亜鉛を母体材料とした外部電源不要なウェアラブル紫外線検出器の開発

Research Project

Project/Area Number 15760248
Research InstitutionOsaka Institute of Technology

Principal Investigator

小池 一歩  大阪工業大学, 工学部, 講師 (40351457)

Keywords紫外線検出器 / 酸化亜鉛 / 酸化マグネシウム亜鉛 / 分子船エピタキシー / マグネシウム組成制御 / 波長選択性 / 電界効果トランジスター / 分光感度特性
Research Abstract

前年度に引き続き目標とする紫外線検出器の実現に向けて研究を行った.特許出願済の独自技術[1,2]を用いて単結晶シリコン(111)基板上に酸化マグネシウム亜鉛(ZnMgO)混晶膜を作製し,波長選択性を有する光導電型セルを試作した.しかし,当セルの光応答性を調べたところ,光スイッチング特性(ON/OFF比と時定数)が悪いことに気がついた.この特性を改善するためには,ヘテロ接合やショットキー電極の導入が不可欠である.そこで,自発分極およびピエゾ分極によってZnO井戸層に2次元電子ガスが形成されるZnMgO/ZnO/ZnMgOダブルヘテロ構造を利用して,トップゲート型の電界効果トランジスター(FET)を試作した.ここで,ZnO井戸層による紫外光の吸収を減らすため井戸幅を薄く設定し,さらにゲート電極の光透過性を高めるためAu/Tiショットキー電極を薄く設定した.FET動作時に波長の異なる単色光を照射したところ,ZnMgO障壁層のバンドギャップエネルギーに相当する紫外光を照射した際に大きな光電流を検出した.また,ゲート電圧を閾値電圧よりもやや低く設定することで,光スイッチング特性が大幅に改善されることも判った.以上の結果は,当該FET構造が目標とする電源一体型のウェアラブル紫外線検出器の実現に有望であることを示すものである.
[1]単結晶シリコン基板上の酸化亜鉛単結晶膜の製造方法,矢野,井上,佐々,小池
特開2003-165793,科学技術振興事業団から出願,2001年11月
[2]薄膜積層構造体及びその製造方法,矢野,井上,佐々,小池
特開2005-145753,科学技術振興機構・大阪工大摂南大学から出願,2003年11月

  • Research Products

    (6 results)

All 2006 2005

All Journal Article (5 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Observation of Blue Shifts in ZnO/ZnMgO Multiple Quantum Well Structures by Ion-Implantation Induced Intermixing2006

    • Author(s)
      V.A.Coleman, M.Buda, H.H.Tan, C.Jagadish, M.R.Phillips, K.Koike, S.Sasa, M.Inoue, M.Yano
    • Journal Title

      Semiconductor Science and Technology 21

      Pages: L25-L28

  • [Journal Article] Molecular Beam Epitaxial Growth of Wide Bandgap ZnMgO Alloy Films on (111)-Oriented Si Substrate Toward UV-Detector Applications2005

    • Author(s)
      K.Koike, K.Hama, I.Nakashima, G.Takada, K.Ogata, S.Sasa, M.Inoue, M.Yano
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth 278・1-4

      Pages: 288-292

  • [Journal Article] Molecular Beam Epitaxial Growth of Al-Doped ZnMgO Alloy Films for Modulation-Doped ZnO/ZnMgO Heterostructures2005

    • Author(s)
      K.Koike, K.Hama, I.Nakashima, S.Sasa, M.Inoue, M.Yano
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 44・6A

      Pages: 3822-3827

  • [Journal Article] Characteristics of a Zn_<0.7>Mg_<0.3>O/ZnO Heterostructure Field-Effect Transistor Grown on Sapphire Substrate by Molecular Beam Eptitaxy2005

    • Author(s)
      K.Koike, I.Nakashima, K.Hashimoto, S.Sasa, M.Inoue, M.Yano
    • Journal Title

      Applied Physics Letter 87

      Pages: 112106-112108

  • [Journal Article] Thermal Stability of ZnO/Zn_<0.7>Mg_<0.3>O Superlattices Grown on Sapphire Substrates by Molecular Beam Epitaxy2005

    • Author(s)
      M.Yano, K.Koike, G.TaKada, I.Nakashima, K.Fujimoto, S.Sasa, M.Inoue
    • Journal Title

      Proceedings of 24th Electronic Materials Symposium 24

      Pages: 271-274

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 酸化亜鉛トランジスタ(特許権)2005

    • Inventor(s)
      佐々誠彦, 井上正崇, 矢野満明, 前元利彦, 小池一歩
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪工大, 摂南大学
    • Industrial Property Number
      特願2005-55823
    • Filing Date
      2005-03-01

URL: 

Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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