IーIIIーVI_2族半導体における格子欠陥の評価と制御に関する研究

I-III-VI_2族半导体晶格缺陷评估与控制研究

• 批准号: 02205108
• 负责人: 入江 泰三
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1990
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1990 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-02205108/
• 关键词: 太陽電池; 青色発光ダイオ-ド; 緑色発光; カルコパイライト構造; IーIIIーVI_2族半導体; 格子欠陥; 半導体一金属遷移; 積層構造

対象とする物質は太陽電池材料として注目されているCuInSe_2,青色発光ダイオ-ドとして有望視されているCuGaS_2ならびにその混晶系,およびデフェクトカルコパイライト構造から導出される4元層状化合物cdInGaS_4等である。まずCuInSe_2については、良質な単結晶を成長させる技術の確立から出発し、同一結晶の多面的評価を試みている。現在までにundope,In,Znまたはcdーdopeの結晶についてフォトルミネッセンス,電気的性質の測定を行った。そしてZnの不純物準位を決定した。また、ラマン散乱スペクトルの測定をCu対In比を変えた試料について行った。つぎに,CuGa(S_<1ーx>Se_x)_2系について状態図,光吸収スペクトル,フォトルミネッセンススペクトルの測定を行った。また真空中,S中,Se中でのアニ-ル効果の実験を行った。更にこの系のラマンスペクトルを測定しモ-ドの決定をした。アニオン面内の振動と考えられるA_1モ-ドがx=0.75において不連続な変化をすることを見いだした。カチオン置換の混晶Cu_<1ーx>Ag_xGaS_2系についても測定したが,この場合には連続変化した。われわれは先に,この系のある組成において半導体一金属遷移と思われる現象を100℃という比較的低温で観測した。Cu_2S,Cu_2Seが共に約100℃で構造転移があることをX線的に確認し,これとの関連性をCu→Ga置換によって調べたが,あるCu対Ga比の試料において從来と同様な転移現象が観測された。この他CuGaS_2と他のカルコパイライト化合物との間の混晶熱物性を測定し,平均原子量,イオン度との関係を調べた。最後に,Cd_xInGaS_<3+x>系のx=2〜3においてわれわれが先に見いだした強い緑色発光の原因と考えられる,cdSとcdInGaS_4の積層構造をCVD法で人工的に作製し,予想通り強い緑色発光を得た。今後はアニオン蒸気制御による単結晶成長,不純物ド-プ等をCuInSe_2に対して行うと共にラマン散乱の測定,半導体一金属遷移の解明,緑色→青色発光へ展開を行う。

For example, CuInSe_2 and CuGaS_2 are expected to form a four-component layered compound. CuInSe_2 crystal growth technology was established, and multi-faceted evaluation of the same crystal was conducted. In this paper, the properties of undope,In,Zn and Cd-dope were determined. Zn impurity level is determined. In addition to the above, it is also possible to determine the amount of copper in the sample. CuGa(S_<1-x>Se_x)_2 is a complex system, which can be used to determine the state of CuGa (S_<1-x>Se_x)_2. In vacuum,S medium,Se medium, Se In addition, the determination of the system parameters The vibration in the plane of the plane is measured by x=0.75. Cu_(1-x) Ag_xGaS_2 system is a new type of mixed crystal. In addition, the composition of the semiconductor system and the metal migration phenomenon are measured at 100℃ and at relatively low temperatures. Cu_2S, Cu_2Se are about 100℃. The structural shift is confirmed by X-ray. The correlation between Cu and Ga is determined by the same shift phenomenon. The thermal properties of mixed crystals of CuGaS_2 and CuGaS_2 were determined and the relationship between average atomic weight and temperature was adjusted. Finally, the reason for the strong green emission of Cd_xInGaS_<3+x> system with x=2 ~ 3 was investigated. The CVD method was used to artificially control the multilayer structure of Cd_xInGaS_<3 + x> system, and the strong green emission was obtained. In the future, the crystal growth of the vapor control system, the measurement of the impurity, etc., CuInSe_2, the analysis of the semiconductor-metal migration, and the development of the green-cyan emission system will be carried out.

项目成果

中西 久幸: "Photoluminescence and Raman Spectra of CuInSe_2 Single Crystals" Proceedings of the 8th International Conference on Ternary and Multinary Compounds.

Hisayuki Nakanishi：“CuInSe_2 单晶的光致发光和拉曼光谱”第八届三元和多元化合物国际会议论文集。

豊田 太郎: "The Refractive Indices and the Optical Dispersion Parameters in CdInGaS_4" Proceedings of the 8th International Conference on Ternary and Multinary Compounds.

丰田太郎：“CdInGaS_4 中的折射率和光学色散参数”第八届三元和多元化合物国际会议论文集。

入江 泰三: "Optical properties of the Layered Semiconductor CdInGaS_4 and Related Phenomena" Proceedings of the 8th International Conference on Ternary and Multinary Compounds.

Taizo Irie：“层状半导体CdInGaS_4的光学性质及相关现象”第八届三元和多元化合物国际会议论文集。

遠藤 三郎: "Anomalous Temperature Dependence of the Electrical Resistivity of CuGa(S_<1ーx>Se_x)_2 System" Proceedings of the 8th International Conference on Ternary and Multinary Compounds.

Saburo Endo：“CuGa(S_<1ーx>Se_x)_2 系统电阻率的异常温度依赖性”第八届三元和多元化合物国际会议论文集。

松下 裕亮: "Study on the Crystal Structure of CdInGaS_4 and Cd_3InGaS_6 by Computer Simulation Method" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L872-L874 (1990)

松下佑介：“计算机模拟方法研究CdInGaS_4和Cd_3InGaS_6的晶体结构”日本应用物理学杂志29.L872-L874（1990）