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

基本信息

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

项目摘要

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。

感兴趣的材料包括Cuinse_2，它吸引了作为太阳能电池材料的CUGAS_2，它被认为是有前途的蓝光发光二极管，其混合晶体系统和第四纪层状化合物Cdingas_4，这是从缺陷的硬磷酸果石结构中得出的。首先，关于Cuinse_2，从建立一种用于生长高质量单晶的技术开始，我们试图以多方面的基础评估相同的晶体。迄今为止，已经在Ous，Zn或CD-DOPE的晶体上测量了光致发光和电性能。然后确定Zn的杂质水平。此外，在具有不同铜与比率的样品上测量了拉曼散射光谱。接下来，测量了CUGA（S_ <1-X> SE_X）_2系统的状态图，光吸收光谱和光致发光光谱。此外，进行了真空，S和SE的退火效应的实验。此外，测量了该系统的拉曼光谱以确定模式。发现A_1模式被认为是阴离子平面中的振动，在x = 0.75时进行了不连续的变化。还测量了阳离子取代的混合晶体Cu_ <1-X> AG_XGAS_2系统，但是在这种情况下，更改持续更改。我们先前观察到了一种现象，该现象似乎是该系统在相对较低的100°C下的某个系统组成处的半导体一级跃迁。我们证实了X射线，CU_2S和CU_2SE在约100°C下均具有结构跃迁，并且通过Cu→Ga取代研究了这些递质，并且在Cu与GA比的样品中观察到了相似的转移现象。此外，测量了CUGAS_2和其他黄铜矿化合物之间的混合晶体嗜热特性，并研究了平均原子量与离子度之间的关系。最后，CD和Cdingas_4的层压结构被认为是我们先前在CD_XINGAS_ <3+X>系统的X = 2-3中发现的强绿光的原因，它是通过CVD方法人工制造的，并且如预期的那样，获得了强绿光。将来，通过控制阴离子蒸汽将在Cuinse_2上进行单晶生长和杂质浓汤，并将测量拉曼散射，在单金属半导体过渡上阐明，并从绿色光线扩展到蓝光。