Research Abstract
透明電子伝導性ゲルマニウム酸化物
In2O3やZnOなどのバンドギャップの広い電子伝導体は、透明電子伝導性酸化物（TCO）として利用される。
A germanate transparent conductive oxide
2011年9月13日 Nature Communications 2 : 470 doi: 10.1038/ncomms1484
In2O3やZnOなどのバンドギャップの広い電子伝導体は、透明電子伝導性酸化物（TCO）として利用される。これまでは、In3+、Sn4+、Zn2+、Cd2+などの空間的に大きく広がったs軌道を持つポスト遷移金属陽イオンを用いて、TCOが実現されている。その一方で、Al、Si、Geの酸化物では、優れた電子伝導体は実現されていない。本論文では、超縮退の概念を用いて、Ge酸化物を優れた電子伝導体に変換できたことを報告する。我々は、高圧下で合成された立方晶SrGeO3が、直接バンドギャップ3.5 eV、キャリア移動度12 cm2(Vs)-1、3 Scm-1（DC）と400 Scm-1（光学電導度）の電導度を示すことを見いだした。これは、初めてのGeベースの電子伝導性酸化物であり、TCO群をイオン性酸化物から共有結合性酸化物へ拡張するものである。
- 東京工業大学 フロンティア研究機構
- 東京工業大学 応用セラミックス研究所
Wide bandgap conductors such as In2O3 and ZnO are used as transparent conducting oxides (TCOs). To date, TCOs are realized using post transition metal cations with largely spread s-orbitals such as In3+, Sn4+, Zn2+ and Cd2+. On the other hand, no good electronic conductor has been realized in oxides of Al, Si and Ge. Here we report the conversion of an oxide of Ge into a good electronic conductor by employing the concept of superdegeneracy. We find that cubic SrGeO3, synthesized under high pressure, displays a direct bandgap of 3.5 eV, a carrier mobility of 12 cm2(Vs)-1, and conductivities of 3 Scm-1 (DC) and 400 Scm-1 (optical conductivity). This is the first Ge-based electronic conductive oxide, and expands the family of TCOs from ionic oxides to covalent oxides.
