Fabrication and evaluation of unexplored metastable phases using anomalous diffusion

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本年度は申請書の計画スケジュールに沿って、直方晶AgTe成長条件の確立、埋め込み層の分離、物性評価を実施した。様々な手法にて直方晶AgTe作成に調整し、結晶相同定は電子線回折によっておこなった。結果として、大きく分けて2つの方法で作成に成功した。1つは、Agの微粒子をシードとするもので、Teのスパッタリングにより配向性の高い直方晶AgTe作成を確認できた。2つめはAg:Teを1：1に調整したターゲットによるスパッタリングによるもので、立方晶Ag5Te3が混在するものの、より大量に作成できた。埋め込み層の除去は真空下の熱アニールにより概ね達成した。190℃アニールにより、Teマトリックスが昇華したことを、TEMおよびX線回折測定により確認した。TEMでは埋め込み層であるアモルファスTeが除去され、1つめの手法では、直方晶AgTeの柱状構造が2つめの手法では、表面積の多い凸凹状が観測された。電子線回折では、本温度アニールでは、直方晶AgTeに加えて六方晶Ag5Te3が観測された。これは直方晶AgTeは準安定相であるので、5AgTe->Ag5Te3+2Teと熱分解が生じたためと考えられる。190度近傍が転移温度と考えられるので、物性評価は主に170℃でアニールした素子にて行った。物性評価としては、研究協力者の協力を得て、熱電特性評価を行い、パワーファクタの測定に成功した。また、ホール測定を行い、直方晶AgTeはｎ型であり、本作成手法によりキャリア濃度は10^15/cm^3程度であることがわかった。直方晶AgTeにおける初めてのキャリアタイプ同定になる。