Construction of innovatively novel optical semiconductors based on the original chemical design concept, and evolution of their devices

基于原始化学设计理念构建创新型光学半导体及其器件的演变

• 批准号: 21H04612
• 负责人: 平松 秀典
• 金额: $ 26.71万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04612/
• 关键词: 半導体; 新物質探索; バルク・薄膜; 第一原理計算; デバイス; 輸送特性; 光物性; ドーピング

本研究において打ち立てた以下2点の化学設計指針に従って、研究計画におけるロードマップに設定したとおり、「有望物質の探索」に取り組むと同時に、薄膜化への取り組みを行った。・高対称性結晶（具体的にはペロブスカイト型構造）中に意図的に「非結合性軌道」を導入し、適切なバンドギャップと、p型にもn型にもドーピングが可能な電子状態を実現する。・高効率化に不可欠な直接遷移型にするために、長周期構造を利用したバンドの折りたたみを利用する。その結果、これまで見いだしてきたペロブスカイト型構造物質だけでなく、ペロブスカイト型構造とは全く異なる結晶構造を有する別の有望カルコゲナイド物質を見いだした。そして、既に見いだしていたペロブスカイト型構造を有するSrHfS3やBaZrS3の薄膜合成については、パルスレーザー堆積法とクラッキングセルによる直接成長、またはCS2を用いた熱処理により成功した。

根据本研究中确立的以下两条化学设计指南，以及研究计划路线图中所规定的，我们致力于“寻找有前途的材料”，同时致力于薄膜的薄膜化。・有意将“非键合轨道”引入高度对称的晶体（特别是钙钛矿型结构）中，以产生适当的带隙和允许掺杂到p型和n型的电子状态。・采用长周期结构的带折叠，形成直接过渡型，这对高效率至关重要。结果，除了目前已发现的钙钛矿型结构材料之外，他们还发现了另一种有前景的硫族化物材料，其晶体结构与钙钛矿型结构完全不同。我们成功地合成了 SrHfS3 和 BaZrS3 薄膜，这是之前发现的钙钛矿结构，使用脉冲激光沉积、使用裂解电池直接生长或使用 CS2 热处理。

项目成果

Defect formation and carrier compensation in layered oxychalcogenide La2CdO2Se2: an insight from first principles

层状氧硫族化物La₂CdO₂Se₂中的缺陷形成和载流子补偿：来自第一原理的见解

• DOI: 10.1039/d2tc03836f
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 6.4
• 作者: Gake Tomoya;Kumagai Yu;Takahashi Akira;Hiramatsu Hidenori;Oba Fumiyasu
• 通讯作者: Oba Fumiyasu

Effect of fluorine doping on the optical and mechanical properties of bismuth-containing silicate and borate glasses

氟掺杂对含铋硅酸盐和硼酸盐玻璃光学和机械性能的影响

• DOI: 10.1007/s10854-021-07508-8
• 发表时间: 2022
• 作者: K. Hayashi; T. Shimizu; S. Matsuishi; H. Hiramatsu;A. Saitoh
• 通讯作者: A. Saitoh

Electronic and Lattice Thermal Conductivity Switching by 3D-2D Crystal Structure Transition in Nonequilibrium (Pb1-xSnx)Se

非平衡 (Pb1-xSnx)Se 中 3D-2D 晶体结构转变的电子和晶格热导率切换

• DOI: 10.1002/aelm.202200024
• 发表时间: 2022
• 作者: Y. Nishimura; Xinyi He; Takayoshi Katase; Terumasa Tadano; Keisuke Ide; Suguru Kitani; Kota Hanzawa; Shigenori Ueda; Hidenori Hiramatsu; Hitoshi Kawaji; Hideo Hosono;Toshio Kamiya
• 通讯作者: Toshio Kamiya

Reversible Thermal Conductivity Modulation of Non-equilibrium (Sn1-xPbx)S by 2D-3D Structural Phase Transition above Room Temperature

室温以上通过 2D-3D 结构相变对非平衡 (Sn1-xPbx)S 进行可逆热导率调节

• DOI: 10.1021/acsaem.3c00060
• 发表时间: 2023
• 影响因子: 6.4
• 作者: Zhongxu Hu; Mari Hiramatsu; Xinyi He; Takayoshi Katase; Terumasa Tadano; Keisuke Ide; Hidenori Hiramatsu; Hideo Hosono; Toshio Kamiya
• 通讯作者: Toshio Kamiya

Large phonon drag thermopower boosted by massive electrons and phonon leaking in LaAlO3/LaNiO3/LaAlO3 heterostructure

LaAlO3/LaNiO3/LaAlO3 异质结构中大量电子和声子泄漏增强了大声子拖曳热电势

• DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c03143
• 发表时间: 2021
• 影响因子: 10.8
• 作者: Masatoshi Kimura; Xinyi He; Takayoshi Katase; Terumasa Tadano; Jan M. Tomczak; Makoto Minohara; Ryotaro Aso; Hideto Yoshida; Keisuke Ide; Shigenori Ueda; Hidenori Hiramatsu; Hiroshi Kumigashira; Hideo Hosono;Toshio Kamiya
• 通讯作者: Toshio Kamiya