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- 305-0044 茨城県つくば市並木1-1 [アクセス]
研究内容
- Keywords
応用物性・結晶工学
出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。
公開特許出願
- 光機能素子の製造方法 (2002)
- 光機能素子、該素子用単結晶基板、およびその使用方法 (2002)
- 単結晶製造用るつぼおよび単結晶製造装置ならびにこれを用いた単結晶の製造方法 (2002)
所属学会
応用物理学会, 日本結晶成長学会
受賞履歴
- 「第３回ものづくり日本大賞 特別賞」（経済産業省） ()
電子・光機能材料研究センター
優れた硫化物単結晶の探索および結晶育成
硫化物，単結晶，結晶成長，赤外，熱電，ナローバンドギャップ半導体，2Dマテリアル
概要
硫化物の特徴として、酸化物等に比べて、赤外域まで透過する優れた光学特性がある。そのため、赤外域で用いられる光学デバイス材料として有望である。また、光学用途以外として、熱電材料、太陽電池材料としても、期待されている。さらに、近年は2Dマテリアルとしても、再注目されている。本研究においては、蒸留精製した自家製の高純度硫黄を用いている。
これまでに育成に成功した硫化物単結晶として、SnS、AgBiS2、GeS、GaS等がある。
新規性・独創性
硫化物の優れた特性として以下が挙げられる。
● 波長10μm以上まで透過する優れた赤外域透過特性
● 無毒で優れた熱電特性
● 2Dマテリアルとして再注目
内容
これまで水平型温度勾配炉内徐冷法によりSnS単結晶、徐冷法によりAgBiS2単結晶、溶融GeSソースを用いた蒸気輸送法によりGeS単結晶、ブリッジマン法によりGaS単結晶を育成した。
GaS単結晶は14 μmまで透過域があることが分かり、赤外域の光学材料として用途が考えらる。また、SnS、GeS、GaSは2Dマテリアルでもある。2D-SnSはPb(Zr, Ti)O3: PZTに匹敵する圧電特性を示すことが理論的に予測されている。実際にSnS単結晶を用いて、2D-SnSの圧電特性についての共同研究を行っている。
まとめ
これまで、種々の硫化物単結晶を幾つかの方法により結晶育成を行った。その結果、主に以下の硫化物単結晶を得た。今後、硫化物固有の優れた特性を活かした硫化物を探索し、その単結晶の育成方法を研究開発する。
● SnS単結晶（用途：2Dマテリアル、太陽電池） ● AgBiS2単結晶（用途：熱電素子、太陽電池）
● GeS単結晶（用途：2Dマテリアル）
● GaS単結晶（用途：赤外光学素子、2Dマテリアル）
