Direct deposition of ternary cuprate semiconductors by aqueous solution process

水溶液法直接沉积三元铜酸盐半导体

基本信息

项目摘要

CO2削減に向けて、再生可能エネルギーによるエネルギー創出技術の開発が国内外で活発化し、有望な半導体材料の探索・応用も加速的に進められている。銅とコバルト、あるいは銅と鉄という銅をベースとする三元系酸化物は、すぐれた半導体特性をもち、太陽電池や光電極応用で有望な酸化物としてレビュー論文等で期待されている。しかしながら、その成膜法は、高温・真空条件下の気相成長法または高温熱処理を要する湿式成膜法に限定されており、低温かつ簡便な成膜法がないため、応用研究への展開が停滞している課題がある。そこで本研究では、以前の科研費研究で見い出した「水熱析出法」による銅-鉄系酸化物結晶膜の直接成膜技術を確立すること、およびその他の三元系銅酸化物半導体の創出を目的とし、さらに太陽電池や光電極への応用に資するp型三元系酸化物半導体の実現に向けて、酸化物組成制御や同定・評価を行い、成膜条件と半導体物性の相関を明らかにすることを目指している。本年度は、銅-コバルト系酸化物合成の条件探索、および銅-鉄系酸化物の析出機構について検討した。特に銅-鉄系酸化物合成における、水熱反応温度や反応時間が析出膜に与える影響をX線回折測定、ラマン測定、IR測定、XPS測定、FESEM観察を実施して詳細に調べた結果、反応温度が約150度、反応時間は1時間程度で膜厚約2.1マイクロメートルの銅-鉄系酸化物膜が得られることがわかった。また、得られた多結晶膜は優先成長方位をもち、バンドギャップエネルギーは1.48eV、P型伝導性をもつエネルギーバンド構造を示した。
为了减少二氧化碳,可再生能源通过可再生能源的开发在日本和海外一直活跃,并且正在加快探索和应用有希望的半导体材料。铜,钴或铜和基于铜的三重氧化物具有出色的半导体特性,预计将是太阳能电池和光塑料的有前途的氧化物。但是,膜形成方法仅限于高温和真空条件,或需要高温热处理的湿膜形成方法,并且没有低温和简化的膜形成方法,因此已开发出来用于应用研究有停滞的问题。因此,在这项研究中,通过在肯肯(Kenken)费用的先前研究中发现的“水热抗污染法”建立了铜氧化物晶体膜的直接膜技术,并创建了其他三铜氧化物半导体为了有助于太阳能电池和光电极应用的P型三氧化物半导体,揭示了氧化物组成控制,鉴定和评估,并且揭示了膜和半导体之间的相关性。今年,我们检查了铜 - 巴特氧化物合成的条件和铜铁氧化物的机理。特别是,通过进行X射线折叠,拉曼测量,IR测量,XPS测量和FESEM观察,详细实现了氧化铁合成中的水热反应温度和反应时间对类似膜的影响。大约150度,反应时间约为1小时,发现获得了约2.1微米的铜铁氧化物膜。所获得的多晶膜具有优先生长方向,带隙能量显示具有1.48 eV,P型电导率的能带结构。

项目成果

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層状水酸化物のトポタクティック変換による配向ナノポーラス酸化コバルト膜の形成
通过层状氢氧化物的拓扑转化形成定向纳米孔氧化钴薄膜
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    品川勉;壽夏子;大高敦
  • 通讯作者:
    大高敦
大阪産業技術研究所ホームページ
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有機薄膜太陽電池のブロック層として用いられる金属酸化物膜の電解析出法による形成
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    中村雄治;渡辺 充;松元 深;品川 勉;森脇和之;渡瀬星児;千金正也;玉井聡行;大野敏信;西岡 昇;松川公洋
  • 通讯作者:
    松川公洋

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