表面分子修飾による強磁性酸化物の伝導特性制御と有機半導体へのスピン注入

通过表面分子修饰和有机半导体自旋注入控制铁磁氧化物的导电性能

• 批准号: 07J05038
• 负责人: 中野 匡規
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J05038/
• 关键词: 酸化物半導体; 導電性高分子; ショットキー接合; バンドアライメント; 界面分極層; 電界効果トランジスター; フォトダイオード; 量子ホール効果; 電界効果トランジスタ; フォトディテクター

本研究では、自己組織化単分子膜(SAMs)が有する高い被覆率及び大きな永久双極子モーメントに着目し、SAMsをキャリアドープ層兼スピン注入層として導入することによって強磁性半導体CoドープTiO_2の伝導特性制御の実現、及び有機半導体への効率の良いスピン注入の実現を目指している。始めに、これまでに確立したSAMsを形成するための技術と導電性高分子のPEDOT:PSSを用いて界面のバンドアライメントを評価するための技術を組み合わせて、異なる永久双極子モーメントを有するSAMsがPEDOT:PSS/ZnO接合のバンドアライメントに与える影響を検討したが、顕著な効果は観測されなかった。これには用いている有機シラン系のSAMsの配向性が悪いことが原因として挙げられる。現在では分極効果の観点からより有望なカルボン酸系のSAMsを再現性良く形成する手法を確立しており、同SAMsがバンドアライメントに与える影響を引き続き検討する。本研究を遂行する過程で見出した透明な有機ショットキー電極(PEDOT:PSS)をZnOに適用することにより、産業的に極めて重要性の高い高性能紫外線センサーと高移動度電界効果トランジスターを実現することに成功した。特に、Mgを添加してバンドギャップを制御したZnO(Mg_xZn_<1-x>O)とPEDOT:PSSの接合では、Mg組成を制御することによって高い効率を維持したまま応答波長を制御することが可能であり、応用上極めて有用である。また、ショットキー接触を介した電界効果によってZnO/Mg_xZn_<1-x>Oヘテロ構造における量子ホール効果を精密に制御可能であることを初めて見出した。

In this study, we aim to investigate the high coverage and large permanent dipole structure of self-organized monomolecular films (SAMs), the control of conductivity of ferromagnetic semiconductor Co/TiO_2 and the improvement of efficiency of organic semiconductor Co/TiO_2. The technology for the formation of SAMs and the evaluation of PEDOT:PSS/ZnO interface properties are discussed. The reason for this change is that the alignment of SAMs in organic systems is different from that in organic systems. Now it is expected that SAMs of the acid system will be formed with good reproducibility and the influence of SAMs will be discussed. This study shows that the transparent organic layer electrode (PEDOT:PSS) is suitable for the application of ZnO in the industry, and the high performance ultraviolet layer electrode (PEDOT: PSS) has been successfully realized. Special Mg addition to ZnO(Mg_xZn_<1-x>O) and PEDOT:PSS junction to control Mg composition to maintain high response wavelength to control possible and useful For example, ZnO/Mg_xZn_<1-x>O is a new type of dielectric material.

项目成果

導電性高分子/酸化物半導体ショットキー接合の温度特性

导电聚合物/氧化物半导体肖特基结的温度特性

• 发表时间: 2007
• 作者: 中野匡規;福村知昭;上野和紀;塚崎 敦;郡司遼佑;山田良則;大友 明;川崎雅司
• 通讯作者: 川崎雅司

Schottky contact on a ZnO (0001) single crystal with conducting polymer

• DOI: 10.1063/1.2789697
• 发表时间: 2007-10-01
• 期刊: APPLIED PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 4
• 作者: Nakano, M.;Tsukazaki, A.;Kawasaki, M.
• 通讯作者: Kawasaki, M.

有機金属/ZnOショットキー界面の評価およびヘテロ構造への適用(招待)

有机金属/ZnO肖特基界面的评估及其在异质结构中的应用（邀请）

• 发表时间: 2007
• 作者: Yakushiji;N.;中野匡規;M. Nakano;鈴木誠;中野 匡規
• 通讯作者: 中野 匡規

Conducting polymer/oxide semiconductor Schottky junctions

导电聚合物/氧化物半导体肖特基结

• 发表时间: 2007
• 作者: M. Nakano;T. Fukumura;K. Ueno;A. Tsukazaki;R. Y. Gunji;Y. Yamada;A. Ohtomo;M. Kawasaki
• 通讯作者: M. Kawasaki

Spatial distribution of a two-dimensional electron gas in ZnO/Mg_xZn_<1-x>O heterostructure probed by conducting polymer Schottky contact

导电聚合物肖特基接触探测ZnO/Mg_xZn_<1-x>O异质结构中二维电子气的空间分布

• 发表时间: 2008
• 作者: Yuki Hayashi;Ken' ichirouKosugi;Takahisa Mizuyama;M. Nakano
• 通讯作者: M. Nakano