用常见元素开发高性能氮化物半导体,有望实现低成本薄膜光伏电池

新技术 2018年06月26日
日本语

东京工业大学与日本物质材料研究机构(NIMS)的研究人员合作,利用不含稀有元素的氮化铜(Cu3N),开发出了p型和n型都具备高载流子迁移率的半导体。

此次的成果结合了新研发的氮化物合成法和基于第一性原理计算的高效载流子掺杂法,利用原子分辨率的电子显微镜进行观察,并通过放射光解析电子状态。通过该研究,能利用适合大面积和低成本的合成法实现p型和n型氮化铜,有望应用于采用相同材料的p型和n型半导体且不含稀有元素的薄膜光伏电池。

此次的研究成果已于当地时间6月19日以速报形式发表在德国科学杂志《先进材料》(Advanced Materials)的在线版上。

用常见元素开发高性能氮化物半导体,有望实现低成本薄膜光伏电池

(a) 采用NH3/O2气体的铜直接氮化法及其反应原理 (b)利用第一性原理计算进行的预测。F进入晶格空隙形成p型半导体,Cu进入晶格空隙形成n型半导体 (c) Cu3N:F的原子图 (绿:F、红:N、蓝:Cu) 。与理论预测一样,F原子存在于晶格空隙 (d)利用直接氮化法制作的p型和n型Cu3N薄膜的迁移率及载流子浓度

文 客观日本编辑部

相关阅读