太陽電池用狭ギャップ窒化物半導体ヘテロ構造の開発

用于太阳能电池的窄带隙氮化物半导体异质结构的开发

• 批准号: 15760214
• 负责人: サドウスキー J・T
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760214/
• 关键词: GaAsN; GaAsNBi; MBE; STM; RHEED; 薄膜; フォトルミネッセンス; 太陽電池; GaAs; Epitaxy; Thin film; Surface reconstruction; Solar cell

4元系半導体GaAsNBiの成長実験を超高真空分子線エピタキシー(MBE)-走査トンネル顕微鏡(STM)システムを用いて行った。SiドープされたGaAs(001)ウェハーを堆積基板として用いた。基板の表面を改善するために200nmの厚みのGaAsバッファ層を600℃の温度で堆積した。その上に800nmの膜厚のGaAsNBiを堆積した。薄膜の結晶性を良くするために、基板温度(370〜630℃)、窒素プラズマ入力(250-500W)、As/Gaフラックス比(1〜30)、Biのフラックスなどの堆積条件を系統的に変化させて堆積条件の最適化を行った。成長表面の様子は高速電子線回折(RHEED)でその場観察し、堆積膜は真空チャンバーから取り出した後に温度可変フォトルミネッセンス(PL)により光特性を、非接触原子間力顕微鏡(nc-AFM)により表面形態を評価した。いくつかの試料については、超高真空STMによりナノスケールの表面構造分析を行った。本研究の結果、Biが膜への窒素導入を促進すること、GaAsNBi膜の結晶性が基板温度に強く依存することが明らかとなった。高基板温度(550〜630℃)条件では、Biはサーファクタントとして働き、表面の平坦さとPL効率を大幅に改善するが、その基板温度の高さのために窒素の含有率は1%以下にとどまった。Biに起因するマイクロファセッティングもAFMにより観察された。中基板温度(420〜550℃)条件では、Biにより窒素の膜への導入が促進されるが、表面形態、PL効率は劣化した。低基板温度(370〜420℃)条件では、Biの添加が表面形態と光特性に強く影響した。N/Bi比を制御することで格子定数をGaAsに一致するようにした結果、結晶性、光特性の非常に優れた窒素含有率の異なるGaAsNBi膜を成長することに成功した。

The growth of 4-membered semi-solid GaAsNBi system is characterized by the ultra-high vacuum molecular line transmission electron microscope (MBE)-the traveling electron microscope (STM) micrometer. Si equipment. GaAs (001). Stack the substrates and use them. The surface of the substrate is improved, the thickness of 200nm, the thickness of GaAs, the temperature of 600C, the temperature of stack. The thickness of the 800nm film is the thickness of the GaAsNBi film. The properties of the thin films are excellent, the substrate temperature is 370-630 ℃, the insertion force of asphyxiant is 250W-500W, the ratio of As/ to gan is 10.030, and the chemical reaction conditions of the system are optimized. The high-speed electron line foldback (RHEED) of the growing surface is monitored, and the temperature of the stack positive film vacuum generator is measured after the temperature is measured. The photoluminescence properties of the PL and the surface morphology of the contactless atomic force micrometer (nc-AFM) are measured. The ultra-high vacuum STM was used to analyze the surface of the machine. The results of this study showed that the temperature dependence of the substrate temperature of Bi films was strongly dependent on the temperature of the substrates. the results of this study showed that the temperature of the substrate was strongly dependent on the temperature of the substrate. The conditions of high substrate temperature (550,630C), Bi temperature, high substrate temperature, high substrate temperature, high substrate Bi cause

项目成果

Thin bismuth film as a template for pentacene growth

• DOI: 10.1063/1.1865350
• 发表时间: 2005-02
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: J. Sadowski;T. Nagao;S. Yaginuma;Y. Fujikawa;A. Al‐Mahboob;K. Nakajima;T. Sakurai;G. Thayer;R. Tromp

Nanofilm allotrope and phase transformation of ultrathin Bi ultrathin Bi film on Si(111)-7x7

Si(111)-7x7 上超薄 Bi 膜的纳米膜同素异形体和相变

• 发表时间: 2004
• 期刊: Physical Review Letters 93
• 作者: Asuha;L.Yueh-Ling;0.Maida;M.Takahashi;H.Kobayashi;J.T.Sadowski et al.;T.Nagao et al.
• 通讯作者: T.Nagao et al.