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磁気秩序構造を有する透明アモルファス酸化物半導体の創成

具有磁有序结构的透明非晶氧化物半导体的创建

基本信息

批准号：
21K19021
负责人：
柳博
金额：
$ 4.08万
依托单位：
University of Yamanashi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

In2O3とNiOの粉末粉ターゲットとして用いたRFマグネトロンスパッタリングにより製膜した透明アモルファスIn-Ni-O薄膜において電気物性の評価を行った。得られた薄膜はn型半導体であり、可視光領域において80%以上の透過率を有していた。作製したキャリア濃度が~10^19 cm^-3と~10^20 cm^-3の薄膜試料の電気抵抗率は低温になるほど大きくなる半導体的挙動を示した。キャリア濃度が~10^20 cm^-3の薄膜試料は負の磁気抵抗を示した。その最大値は約5%であった。Ni濃度を4%から7%に増加させると低温で正の磁気抵抗成分が観察されるようになり、Ni濃度7%の試料では5Kで正の磁気抵抗を示した。一方キャリア濃度が~0^19 cm^-3の薄膜試料は最大100%の正の磁気抵抗を示すことを明らかにした。Ni濃度が4%から7%のいずれの薄膜試料も50K以上の高温領域では負の磁気抵抗を示した。その値は最大0.9%程度であり、キャリア濃度~10^20 cm^-3の試料に比べて小さくなっていた。~10^19 cm^-3の試料も温度を下げると正の磁気抵抗の成分が観察されるようになり、Ni濃度が増加するほど正の成分が大きくなった。Ni濃度6%と7%の薄膜試料において、5K、9T印加時に最大値である100％の正の磁気抵抗を得た。しかし低温、高磁場領域においても負の磁気抵抗成分が存在しており、高磁場になるほど磁気抵抗が飽和するような傾向を示した。10^20 cm^-3薄膜資料の高温域での負の磁気抵抗はアモルファスIn2O3について報告されているものと同様の傾向を示したのに対し、低温では正の成分が生じるためこれから大きく離れた。正の磁気抵抗成分について既報のバリアブル・レンジ・ホッピングによるメカニズムでは説明できず、今回の薄膜では新規現象が生じている可能性が強く示唆された。

In2O3 and NiO powder powder preparation process for the preparation of transparent In-Ni-O thin films The thin film has a transmittance of more than 80% in the field of visible light. The electrical resistivity of thin film samples prepared at concentrations ranging from ~10^19 cm^-3 to ~10^20 cm^-3 is also demonstrated by the behavior of semiconductors at low temperatures. The film samples with a concentration of ~10^20 cm^-3 showed negative magnetic resistance. The maximum value is about 5%. Ni concentration increased from 4% to 7% and positive magnetic resistance components were observed at low temperatures. Ni concentration increased from 7% to 5K and positive magnetic resistance components were observed at low temperatures. A thin film sample with a concentration of ~0^19 cm^-3 has a positive magnetic resistance of up to 100%. Ni concentrations ranging from 4% to 7% and negative magnetic resistance in thin film samples above 50K The maximum value is 0.9%, and the concentration of kalika is ~10^20 cm^-3, which is smaller than that of the sample.~ 10^19 cm^-3 of the sample temperature decreases, the positive magnetic resistance component increases, the Ni concentration increases, and the positive magnetic resistance component increases. Ni concentration of 6%~ 7% of the film sample temperature, 5K, 9T, the maximum value of 100% and positive magnetic resistance was obtained. The negative magnetic resistance component exists in low temperature and high magnetic field, and the magnetic resistance tends to saturate in high magnetic field. The negative magnetic resistance of the 10^20 cm^-3 thin film data in the high temperature region is different from that In the 2O3 thin film data. The positive magnetic resistance component has been reported to have a high probability of occurrence of a new phenomenon in the film.