Valence control of magnesium hydroxide: possibility of hydroxide electronics

氢氧化镁的价态控制：氢氧化物电子的可能性

• 批准号: 22K05268
• 负责人: 市村 正也
• 金额: $ 1.58万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05268/
• 关键词: 水酸化マグネシウム; 薄膜堆積; ドーピング; 水酸化物; 価電子制御; pn接合; 化学堆積

本研究では、これまで絶縁体とみなされてきた水酸化マグネシウムMg(OH)2を、半導体・導体としてエレクトロニクスに応用する可能性をひらく。Mg(OH)2は極めて安価豊富な元素で構成されており、透明エレクトロニクス材料としてのメリットは大きい。これまでの研究経験に基づき、化学的手法でMg(OH)2薄膜を堆積する。電気化学堆積法に加え新しく開発したドロップ蒸発法を用い、伝導型および伝導度制御のため不純物元素を添加する。伝導型制御を確立させたのち、pn接合ダイオードを作製し、「水酸化物エレクトロニクス」の可能性を実証する。2022年度は、電気化学堆積による銅Cu添加Mg(OH)2単層のデバイス応用を試みた。堆積溶液中のCuイオン濃度1.5～3 mMで、透明でp型伝導性を持つMg(OH)2が堆積する。これをp型層とする透明なpn接合ダイオードを作製した。n型層には、透明なn型半導体ZnO層を用いた。スズ添加インジウム(ITO)基板上に、まずCu-Mg(OH)2を堆積し、その上にZnOを電気化学堆積にて積層した。素子は良好な整流性を示し、Cu-Mg(OH)2がp型ワイドギャップ半導体として透明エレクトロニクスに応用可能であることを実証することができた。この成果をもとに、学術論文一編を発表した。合わせて、ドロップ蒸発法によるMg(OH)2堆積を行った。これまでに無添加Mg(OH)2の堆積に成功しているが、不純物添加の手法はまだ確立していない。2022年度はドナーとして働く可能性がある鉄Feを添加する実験を行った。化学分野での過去の研究例を参照し、Mg(OH)2膜をFeイオンを含む水溶液に浸すことでMgとFeが置き換わることを確かめた。

In this study, the possibility of the application of Mg(OH)2 in semiconductor and conductor was investigated. Mg(OH)2 is extremely rich in elements, and is composed of transparent materials. This research is based on the basic theory and chemical method of Mg(OH)2 thin film deposition. Electrochemical deposition is a new method for the development and control of impurity elements in the application of conductivity and conductivity. The possibility of "water acidification" was demonstrated by establishing the conductivity control system and controlling the pn junction. In 2022, Cu was added to Mg(OH)2 layer for electrochemical deposition. The Cu concentration in the deposition solution is 1.5~3 mM, and the transparent p-type conductivity is maintained by Mg(OH)2 deposition. The p-type layer is transparent and the pn junction is controlled. The n-type layer is transparent and the n-type semiconductor ZnO layer is used. Cu-Mg(OH)2 is deposited on the ITO substrate, and ZnO is deposited on the ITO substrate. Cu-Mg(OH)2 is a p-type semiconductor with good rectification properties. It is possible to use Cu-Mg(OH)2 as a transparent semiconductor. The results of this research are presented in the form of a compilation of academic papers. Mg(OH)2 accumulation in the synthesis process The method of impurity addition was established without adding Mg(OH)2. In 2022, the possibility of adding iron was raised. Chemical separation of the past research examples, Mg(OH)2 film Fe, Fe, Cu, Cu,

项目成果

Fabrication of Transparent ZnO/Cu-Mg(OH)2 Heterojunction Diodes by Electrochemical Deposition

• DOI: 10.1016/j.sse.2022.108479
• 发表时间: 2022-10
• 期刊: Solid-State Electronics
• 影响因子: 1.7
• 作者: M. Ichimura;Masaya Tanaka;Tong Li