Band-edge engineering and property control in wide band-gap sulfide semiconductors

宽带隙硫化物半导体的带边工程和性能控制

• 批准号: 21K04906
• 负责人: 市野 邦男
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04906/
• 关键词: ワイドバンドギャップ半導体; バンド端エネルギー; 電気伝導型

本研究では，ワイドバンドギャップ硫化物半導体，とくにZnS系半導体において，その価電子帯の深いエネルギー位置が電気伝導においてp型が得られにくい単極性に大きく関与しているとの考えに基づき，バンド端エネルギーと電気伝導性との関係を明らかにし，ワイドバンドギャップと実用的なp型特性を両立することを目指している．さらには他の材料系にも適用可能性のある知見を蓄積することを目的としている．令和4年度の実績概要を以下に示す．(1) 高品質ZnSTe，ZnMgSTe 混晶の作製条件の検討本研究の主な対象物質であるp型ZnMgSTe:N結晶の性質には，ZnMgSTe 4元混晶の結晶品質が大きく影響する．しかし，ZnMgSTe 4元混晶においては，各構成元素の飽和蒸気圧や，構成元素間の結合力が大きく異なることから，完全性の高い結晶の成長は容易ではない．そのため，継続的な作製条件の改善が必要である．今回，分子線エピタキシー法によるZnMgSTe 4元混晶の結晶成長において，特にTe/S原料供給比およびMg/Zn原料供給比やそれらの精密な制御に注意を払い，より精密な組成制御，結晶性制御を実現した．(2) p型ZnSTe:N，ZnMgSTe:Nにおける正孔濃度のTe組成依存性の詳細検討高品質ZnSTe，ZnMgSTeをベースに，分子線エピタキシー法による結晶成長においてTe，Mg組成を変化させつつプラズマ化した窒素ガスからNアクセプタを添加してp型化を図り，結晶学的・光学的・電気的特性等の評価から，Te組成依存性等を検討するためのデータを蓄積した．

In this paper, we investigate the relationship between electron conduction and electrical conductivity in sulfide semiconductors, especially ZnS semiconductors, and the relationship between electron conduction and electrical conductivity. This is the first time I've ever seen a person A summary of the Company's performance for the year is set out below. (1)A Study on the Preparation Conditions of High Quality ZnSTe, ZnMgSTe Mixed Crystals The main materials in this study are p-type ZnMgSTe:N crystals, and the crystal quality of ZnMgSTe 4-element mixed crystals is greatly affected. ZnMgSTe 4 mixed crystal is easy to grow due to the saturation vapor pressure of each constituent element, the large difference in bonding force between constituent elements, and the high degree of completeness of the crystal. It is necessary to improve the working conditions of the company. In this paper, the molecular line method for ZnMgSTe 4-element mixed crystal growth, especially Te/S raw material supply ratio and Mg/Zn raw material supply ratio, precision control, precision composition control, crystallization control. (2)Detailed discussion on the dependence of Te composition on the positive pore concentration of p-type ZnSTe:N, ZnMgSTe:N When high-quality ZnSTe and ZnMgSTe are added, the composition of Te and Mg can be changed during crystal growth by the molecular wire Epitaxy method. In addition, the composition of Te and Mg can be changed to p-type, and the crystallographic, optical, and electrical properties can be evaluated.

项目成果

分子線エピタキシー法によるGaAs基板上へのZnMgSTeの作製

分子束外延法在GaAs衬底上制备ZnMgSTe

• 发表时间: 2021
• 作者: 豊田 健晟;三浦 陽子;真中 浩貴;杉谷航介，稲山優斗，湯本匠，赤岩和明，阿部友紀，市野邦男
• 通讯作者: 杉谷航介，稲山優斗，湯本匠，赤岩和明，阿部友紀，市野邦男

分子線エピタキシー法により作製したZnSTeの光学特性の評価

分子束外延法制备的 ZnSTe 光学性能评价

• 发表时间: 2022
• 作者: 庭瀬敬右;中村航，北詰崇，藤井俊治郎，本多信一， 新部正人，寺澤倫孝，肥後祐司，佐藤庸平;塩見将真，稲山優斗，杉谷航介，有馬慧，SITI NUR SARAH BINTI AHMAD FAUZI，河合美穂，赤岩和明，阿部友紀，市野邦男
• 通讯作者: 塩見将真，稲山優斗，杉谷航介，有馬慧，SITI NUR SARAH BINTI AHMAD FAUZI，河合美穂，赤岩和明，阿部友紀，市野邦男