2020 Fiscal Year Annual Research Report
Research on physical properties of SiGe clathrate having direct gap in visible region
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17H03234
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
久米 徹二 岐阜大学, 工学部, 教授 (30293541)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福山 敦彦 宮崎大学, 工学部, 教授 (10264368)
鵜殿 治彦 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (10282279)
大橋 史隆 岐阜大学, 工学部, 准教授 (20613087)
今井 基晴 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 上席研究員 (90354159)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 薄膜II型クラスレート |
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| Outline of Annual Research Achievements |
新たに導入したクラスレート作製装置について、試料作製の最適条件を探り、サファイア基板上に構造II型Geクラスレート薄膜を再現良く形成することに成功した。出発材料であるスパッタ製膜されたGe薄膜（厚さ1ミクロン程度）にNaを真空蒸着した後、直ちに真空下で熱処理（約300℃）を行うことで、短時間にこれまでにない程不純物の少ない均一な膜が得られている。また、同装置により、Siが約10％含まれる構造II型SiGe合金クラスレートの薄膜化にも成功した。
サファイア基板上に作製された構造II型Geクラスレートに対し、各種物性測定（光学吸収測定、ホール効果測定）を行った。ホール効果測定により、得られたクラスレートはいずれもN型であり、Na量の減少と共に、キャリアの減少が認められたことから、クラスレート内のNaが電子を放出していることを結論した。光吸収スペクトルには、バンド間遷移に伴う基礎吸収端の他に、自由キャリア吸収が観測された。自由キャリア吸収の強度は、ホール測定の結果と呼応するように、Na量の減少と共に、小さくなることが確認された。
構造II型Siクラスレートに関しては、前駆体であるジントル相NaSi膜からの真空熱処理条件を工夫することで、再現よく薄膜II型Siクラスレートの作製が行えることを確認した。作製した試料に対し、各種金属電極を形成し、試料の電圧電流測定を行った。金属の種類に依らず同様のショットキー特性を観測し、Siクラスレート表面での捕獲順位の形成を示唆する結果を得た。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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