エピタキシャル界面へのひずみ導入による直接遷移型半導体β-FeSi2の実現 | |
【背景・目的】 β-FeSi2は間接遷移型半導体であり,応用へ向けて発光強度の弱さが課題となっています.第一原理計算によると,β-FeSi2は適切な格子ひずみを加えることによって直接遷移型半導体へと変化することが示唆されており,エピタキシャル成長による界面ひずみを導入することによって高い発光効率を示すβ-FeSi2の実現を目指しています. 【これまでの成果】 ・Si(111)およびSi(001)基板上において高品質なエピタキシャル膜の作製技術を確立した. ・フォトリフレクタンス(PR)法を用いて,格子変形に付随した直接遷移エネルギーの減少を確認した. ・ラマン分光測定とPR測定から,局所的ひずみと直接遷移エネルギーの相関を見出した. 【課題と今後】 直接遷移化へ向けて更なるひずみの導入が必要であり,より大きなひずみを導入する手法を探索しています.現在は,Siよりも格子定数の大きいSiGeを基板に用いることによってエピタキシャル界面での格子不整合率を大きくし,ひずみによる格子変形の増大を試みています. |
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β-FeSi2多結晶薄膜におけるpn接合形成技術の構築 | |
【背景・目的】 高い光吸収係数を持つβ-FeSi2の太陽電池材料への応用へ向けて,pn接合形成技術の確立は必要不可欠です.しかし,これまで報告されている β-FeSi2多結晶薄膜は残留不純物の混入が多く,伝導型が明瞭になっていませんでした.そこで,真性領域の高純度な薄膜を作製することから始め,不純物ドーピングによりp型,n型の各伝導型を示す β-FeSi2の作製を目指します.それにより残留不純物の影響がないpn接合形成を目的としています. 【これまでの成果】 ・残留キャリア濃度が1016 cm-3オーダーの高純度なβ-FeSi2多結晶薄膜成膜技術を確立した. ・成膜中に混入してしまうα-Fe2Si5金属相を,熱処理温度・時間を変化させることによって抑制した. 【課題と今後】 低残留キャリア濃度の薄膜はn型を示しており,pn接合形成にはp型β-FeSi2の作製が必要です.また,p型,n型の各伝導型におけるキャリア濃度の能動的制御技術が望まれます.そのため現在は,各伝導型のβ-FeSi2に対するドーパントの選定とドープ方法の探索を行っています. |
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新規電子材料の光物性評価 | |
BaSi2 Mg2Si | 本研究室はフォトリフレクタンス法やラマン分光法など,光学評価技術にも強みがあります. 他研究室・研究機関よりβ-FeSi2をはじめ, BaSi2, Mg2Siなどシリサイド半導体を中心に試料提供を受け,光物性評価を行っています. |
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