【研究分野】薄膜・表面界面物性

【研究領域課題番号】16K21338 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

熱・電気特性 / 超格子構造 / アモルファス / In2O3 / ZnO / In-situ XRD / XAFS / 局所構造 / 高温酸化物熱電材料 / 層状構造 / 結晶化 / 熱電特性 / 熱伝導機構 / 固相成長 / フォノンバンド / 状態密度 / In2O3(ZnO)n Thin Film / Brouwer Diagram / Crystallization / Thermoelectric property / Superlattice

【研究成果の概要】

汎用性が高いガラス基板上に、高温で化学的に安定なIn2O3(ZnO)ｍ超格子熱電薄膜の作製が成功した。その形成メカニズムも解明した。高温においてIn2O3(ZnO)ｍ超格子薄膜のキャリア発生源としては酸素空孔のほかに、格子間亜鉛も寄与する。In2O3(ZnO)m超格子薄膜の熱伝導率は2 W/mK以下で、アモルファス薄膜と同程度である。第一原理計算を用いて、In2O3(ZnO)m超格子構造中のヘテロ界面及びAntisite Inによるフォノン散乱が熱伝導率への影響を解明した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】薄膜・表面界面物性

【研究領域課題番号】16K04966 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

in-situ XRD / 結晶化 / 不純物添加 / 界面 / 薄膜 / In-situ XRD / 結晶成長 / 先端機能デバイス / 計算物理 / 半導体物性 / 物性実験

【研究成果の概要】

アモルファスIGZO, IGO, In2O3薄膜の結晶化機構をIn-situ XRDと高分解能TEMによって解明した。10％程度のSnやGaの添加ではIn2O3本来の結晶構造であるビックスバイトに結晶化するが、Zn添加やZn, Gaの供添加の場合はアモルファス構造から層状構造であるホモロガスIZO, IGZO構造になった。TEMによる詳細な構造解析と放射光を利用したin-situ XRDの測定により、アモルファス In2O3薄膜の結晶化過程とその配向、並びに不純物Sn, Ga、Znの添加の影響を調べ、結晶化の活性化エネルギーの変化を定量的に解析しAvramiの式を用いて解釈した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-10-21 - 2019-03-31

【配分額】4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)