新材料

[PY-03] ウルツ鉱型酸化物半導体β-CuGaO₂, β-AgGaO₂への不純物ドーピング

^○長谷拓¹, 鈴木一誓¹, 喜多正雄², 小俣孝久¹ (1.大阪大学 工学研究科, 2.富山高等専門学校)

キーワード：酸化物半導体, β-NaFeO2構造, 不純物ドーピング, 電気伝導度

ウルツ鉱型の三元系酸化物半導体β-CuGaO₂やβ-AgGaO₂は、その価電子帯頂上はCuあるいはAgのd軌道により、伝導帯底部はGa とCuあるいはAgのs軌道からなる。従って、β-CuGaO₂, β-AgGaO₂は電子・正孔いずれのキャリアも注入可能な酸化物半導体となるポテンシャルを有する。本研究ではβ-CuGaO2およびβ-AgGaO2への不純物ドーピングにより、電子あるいは正孔の注入を試みた。 不純物ドーピングはGaサイトへのドーパントの固溶により行った。前駆体β-NaGaO₂を作製する際に、原料のGa₂O₃の一部をp型ドープの場合はBeOに、n型ドープの場合はTiO₂に置換し固溶体を作製した。不純物が固溶したβ-NaGaO₂中のNaをCuあるいはAgへとイオン交換し、不純物ドープしたβ-CuGaO₂およびβ-AgGaO₂とした。得られた粉末のSPS焼結、あるいは、不純物ドープしたβ-NaGaO₂をSPS焼結した後にイオン交換し、不純物ドープしたβ-CuGaO₂およびβ-AgGaO₂の焼結体を得た。得られた焼結体の電気伝導度、キャリア密度を測定し、ドーピングの効果を検討した。