Single crystal growth of transparent oxide semiconductor and analysis of its intrinsic physical properties

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育成に成功しているIGZO-11およびIGZO-13の大型単結晶の育成に取り組み、これらの伝導異方性を明らかにした。その結果、同様のキャリア密度帯でも伝導異方性はIGZO-13の方が数倍程度大きい事が明らかになった。結晶構造の違いから考察するとZnOの伝導への寄与は他に比べて明らかに小さいと考えられる。IGZO-1n(n = 1, 3)の伝導異方性は銅酸化物超伝導体のような絶縁層を有する層状化合物ほど大きくはない。そのため、In-Ga-Znの寄与の差はあるがそれら全てが伝導に貢献していると実験結果から考えられる。ホモロガス構造InGaO3(ZnO)nにおけるnの偶奇の違いにより空間群が異なるため、それらの物性を比較するためにはn = 4までの大型単結晶が必要である。高出力を出せるFZ炉の整備をさらに進め高大気雰囲気下における単結晶育成環境を整えIGZO-14の単結晶育成を行った。現状では、結晶化はできているがIGZO-14だけでなくわずかなIGZO-15の相が混じり単相化できていない。IGZO-1nの比熱、ゼーベック効果、熱伝導率といった熱物性の測定を行い、熱物性を明らかにすることに成功した。電子比熱の算出はキャリア密度的に困難であったが、デバイ温度などの算出に成功している。さらにマシンタイムの短縮及び算出精度向上のため性能指数ZTの同時算出が可能な測定装置の開発に取り組んだ。ゼーベック係数、熱伝導率、電気抵抗率を同時測定し、ZTを導出することができる装置の開発に成功した。またFZ炉を用いてSnドープ型のIGZO大型単結晶の育成にも成功している。さらに、IGZOだけでなくIn-Zn-Oで構成されるIn2O3(ZnO)3の大型単結晶の育成に成功した。