新材料

[2805] Fe-S 系新規化合物半導体 Fe₂SnS₄ の合成

^○黒飛昇, 勝部涼司, 野瀬嘉太郎, 白井泰治 (1.京都大学)

司会:宇田哲也(京都大学)

キーワード：固相反応法, フラックス法, バンドギャップ

Fe-S 系半導体はその構成元素である Fe，S が安全かつ地殻中に豊富に存在する元素である事から，安価な化合物半導体材料として研究されてきた．その中でも近年，Fe₂SiS₄，Fe₂GeS₄ は太陽電池の光吸収層材料として注目され，計算と実験の両面からその電気的特性，光学的特性が報告されている．一方で，Fe₂SnS₄ は同様にIV族元素を含むFe-S 系半導体でありながらその物性に関する研究はほとんどなされていない．また， Fe₂SnS₄ は化学気相輸送法による作製が報告されているが，Fe-Sn-S 3元状態図上に安定相として確認されないなどその合成条件に関しても不確かな点が多い．そこで，本研究では固相反応法による Fe₂SnS₄ の合成方法について検討を行い， さらに，Fe₂SnS₄ の熱力学的安定性を調査した．その結果，Fe₂SnS₄ は少なくとも700 ºC以下では、平衡相として存在することがわかった．また，固相反応の温度プロファイルを最適化することにより単相試料の合成に成功した。講演では，拡散反射率測定から推定されるバンドギャップの調査結果等についても報告する．