価電子帯上端が反結合性軌道からなる三元系銅ハライドの探索：欠陥耐性半導体として

寻找价带顶部具有反键轨道的三元卤化铜：作为容错半导体

• 批准号: 22H01782
• 负责人: 山田 直臣
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Chubu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01782/
• 关键词: 欠陥耐性半導体; ヨウ化物; 価電子帯上端; 反結合性軌道; ハロゲン化物

銅ハライドは反結合性軌道が価電子帯上端（VBM）を構成する特異な電子構造を有する傾向がある。反結合VBMの化合物は、格子欠陥が生成しても優良な半導体特性を維持する傾向（欠陥耐性）にあることが知られている。欠陥耐性半導体は，低温成長が不可欠なフレキシブルエレクトロニクス等の分野で待ち望まれているが，限定的にしか開拓されていない．本研究は，未開拓の三元系銅ハライド（Cu-M-X）の中から反結合VBMを有する欠陥耐性半導体を理論計算・実験の両面から探索し，新たな欠陥耐性半導体群の開拓を行うことを目的としている．2022年度は直感的な考察から欠陥耐性半導体であると予想したCu2ZnI4（CZI）の薄膜合成ルートの開拓と電子状態の計算に取り組んだ．本化合物は構造については明らかになっているが，物性や電子状態については未知であるといってよい．この化合物の合成と電子状態計算は，次年度以降の研究基盤を構築するための第一ステップである．CZIの薄膜合成ルートとしては、2つのルートを検討した．具体的には，CZI粉体を合成し，それを蒸着法にて薄膜化するルートAと，CuIとZnI2の共蒸着で薄膜化するルートBである．ルートAにより，CZI多結晶薄膜を形成することができた．実験的に電子構造や発光特性について調査したところ，欠陥耐性を有することが示唆された．並行してCZIの電子状態計算を行ったところ，予想通り反結合VBMが実現されることが明らかとなった．計算した電子構造は実験結果（X線光電子分光による価電子帯スペクトル等）の特徴を十分に再現できており，十分な確度で計算できていると考えられる．加えて，Cu-M-I系についての網羅的な安定性の検討にも着手し，次年度以降の基盤ができつつある．

The upper end of the copper ハライドは anti-binding orbital electron band (VBM) is composed of a special なelectron structure and has a する tendency. The compound of VBM is anti-bonded, and the lattice is not good enough to generate good semiconductor properties and maintain the tendency (lack of resistance to bad things), and it is also known to be good. Because of the resistance of semiconductors, low-temperature growth is indispensable.スWaiting no field and waiting for hope まれているが, limited にしかDevelopment されていない. In this study, the unexplored ternary copper alloy (Cu-M-X), which is the anti-binding VBM, is not yet resistant to semiconductors. Theoretical calculations of bulk materials and exploration of new and less resistant semiconductor groups, and the purpose of exploring new and less resistant semiconductor groups. In 2022, we conducted an intuitive inspection and research on the development of thin film synthesis of Cu2ZnI4 (CZI) and the calculation of electronic states and the calculation of electronic states. The structure of this compound is unknown and its physical properties are unknown and its electronic state is unknown. The synthesis of compounds and the calculation of electronic states were carried out, and the research base was established from the following year onwards, and the first one was established. CZI's thin film synthesis technology, 2 film synthesis technology. Specifically, the synthesis of CZI powder, the thinning of CZI powder by evaporation, the thinning of CuI and ZnI2, and the thinning of CuI and ZnI2 by co-evaporation.ルートA により, CZI polycrystalline film を formation することができた． The electronic structure and optical characteristics of the 実験 are investigated, and the patient's patience is not shown. Parallel electronic state calculation of CZI is carried out, and the anti-combination of VBM and VBM is realized. Calculation of electron structure results (X-ray photoelectron spectroscopy, electronic spectroscopy, etc.)の特徴を十に reappearance できており, 10% accuracy でcalculation できているとtest えられる. The stability of the Cu-M-I series has been improved, and the stability of the Cu-M-I system has been improved, and the basic foundation has been reduced since the following year.