新規な機能を有する新しい金属酸化物透明導電膜の研究

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既存の透明導電膜よりさらに優れた性能や全く新規な性能を有する新らしい透明導電膜を実現することを目的として、以下の1と2の研究を実施し、3と4の成果を得た。1.新規な透明導電膜用材料として金属酸化物である(ZnO)_<1-x>-(MgO)_x-(In_2O_3)_<1-Y>-(Ga_2O_3)_Y-(SnO_2)系複合材料の採用を提案した。高周波マグネトロンスパッタ法を採用し、装置のカソード部を改造した後、組成制御された複合酸化物薄膜を作製した。作製された各種組成の複合酸化物薄膜に対する透明導電性を評価すると共に、電気的特性、光学的特性、化学的安定性、熱的安定性および結晶学的性質を明らかにした。並行して、透明導電性を有する膜の物性解明を進めた。2.優れた性能(機能)を有する膜組成を明らかにすると共に、その機能を最大限に発現させる最適成膜条件を決定した。並行して、異なる組成の複合酸化物薄膜の異なる性能(機能)を利用する積層膜構造について検討した。3.新規な透明導電膜材料として、3元化合物であるZn_2In_2O_5及びIn_4Sn_3O_<12>を発見した。また、MgIn_2O_4,GaInO_3,Zn_2In_2O_5及びIn_4Sn_3O_<12>等の3元化合物では、10^<-4>Ω・cm台の低抵抗率透明導電膜が実現できることを明らかにした。4.II-III-IV複合酸化物薄膜では、金属元素組成の変化により、膜物性が制御でき、透明導電膜特性、すなわち性能(機能)を制御できた。結果として、多元系金属酸化物透明導電膜は、特定の用途に適合する最適な性能を実現できる新規な透明導電膜材料であることを明らかにした。