ネットワーク型共同研究拠点を支える 人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック・アライアンス 研究者データベース

酸化物半導体の多くは紫外域にバンドギャップを有する透明な材料であり、そのいくつかはディスプレイなどに必要不可欠な透明電極として用いられています。一方、太陽電池やLEDなどの光電変換デバイスにおけるアクティブなレイヤーは、ニクタイドやカルコゲナイドの独壇場となっており、酸化物が用いられることはほとんどありませんでした。これは酸化物半導体のバンドギャップのバリエーションが乏しいことや、直接遷移型の酸化物半導体がほとんどないことに起因しています。「酸化物半導体は透明電極に最適な材料であり、それにしか使えない」という常識を打ち破る新しい酸化物材料が求められています。

Most of oxide semiconductors are transparent with wide band and some of them are used as transparent electrode. However, the active layers in such optoelectronic devices as solar cell and LED have been dominated by pnictides or chalcogenides; oxides have not been used so frequently in this field. This is because there are almost no oxides semiconductors possessing direct band gap in the visible or IR region. New oxides semiconductors are needed to break the conventional mold; “oxides are exclusively suitable for the transparent electrodes.”

結晶化学に基づいて新しい酸化物半導体をデザインし、実際に合成することに挑戦しています。従来の平衡反応では得ることのできない準安定な新材料をイオン交換法を用いて合成することや、それらをデバイスに応用可能な形態（薄膜）にすることを試みています。新材料の物性をいち早く明らかにする方法として第一原理計算を併せて用い、実験化学と計算科学の両輪で酸化物半導体の新しいポテンシャルを世の中に発表することを目指しています。

My main objective is to design the new materials based on crystal chemistry and demonstrate their synthesis. Meta-stable materials, which cannot be obtained by conventional equilibrium reaction, have been synthesized by ion-exchange method (Fig. 1). Thin film fabrication process is also my target field (Fig. 2). First principles calculation is employed to reveal the physical properties of new materials (Fig. 3). I am aimed to demonstrate the potential of oxide semiconductors based on experimental chemistry and calculation science.