太陽電池用超ワイドギャップ新透明電極材料の研究

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〈物質系〉β-Ga_2O_3単成分系および、(Zn・Cd)_2GeO_4系について研究を行なった。〈物質合成および特性評価〉β-Ga_2O_3系……FZ法による単結晶を合成し、合成条件を変えることによって、電子キャリア濃度をコントロールすることに成功した。(0〜5.2X10^<18>cm^<-3>)キャリア濃度の増大に伴い、バンドギャップは4.79eVから4.84eVまで増大した。また、RF-スパッタリング法により薄膜を合成したが、結晶性が不十分で十分な電気伝導度は得られなかった。(Zn・Cd)_2GeO_4系……RF-スパッタリング法によりZn_2GeO_4およびCd_2GeO_4の薄膜合成に成功した。この内Cd系では電気伝導度100S/cm程度の薄膜を得たが、バンドギャップは約3.1eVであった。一方、Zn系では十分な電導性は得られなかった。固溶系では、まだその特性が充分明らかになっていない。〈電子構造評価〉Tight-Binding法によるエネルギーバンド計算により、β-Ga_2O_3の電子構造が明らかになった。伝導帯の底および価電子帯の頂上は共にΓ点にあり、直接許容ギャップは4.63eV(E//c)および4.85eV(E//b)である。伝導帯の底は6配位のGa4s軌道から、価電子帯の頂上は酸素の2p軌道から構成されていることが明らかになった。