マテリアルズ・インフォマティクス

ぼや川より
イヨはまだ・１６だけど・なつメロだ
・・・だ～な～・・・

2016/6/22東京工業大学と京都大学の共同研究チーム
希少元素を使わずに、赤色発光デバイスや太陽電池に応用できる新たな窒化物半導体を発見
新半導体発見には計算で物質の存在を予測する物質開拓手法（マテリアルズ・インフォマティクス）を用いた
「物質探索を加速できることも実証した」

発見した窒化物半導体は、カルシウム（Ca）、亜鉛（Zn）、窒素（N）で構成されるCaZn2N2
発光や吸光に適した直接遷移型バンド構造
(価電子帯の上端と伝導帯の下端の電子状態が同じ波数ベクトルを持つ半導体のバンド構造)
バンドギャップの理論値は赤色発光が期待できる1.8eV（電子ボルト）
SrZn2N2、CaMg2N2などの類縁窒化物との固溶体化により､バンドギャップを1.6～3.3eVの範囲で変えられる

CaZn2N2の電子の有効質量は電子静止質量の0.2倍
重い正孔の有効質量は0.9倍
と小さく、電子や正孔が移動しやすい・・・電気が流れやすい
なお、窒化ガリウム（GaN）の電子の有効質量は電子静止質量の0.2倍
重い正孔の有効質量は2.0倍
「（GaNと比べても）優れた値である」

p型とn型の両方にキャリアの制御ができ、シリコン（Si）やヒ化ガリウム（GaAs）のような既存の半導体と同じデバイス構造にできる

研究チームは、先端計算科学を用いたスクリーニングなどでCaZn2N2を見つけた
「合成の報告すらない新物質」
そして実際に合成
合成方法は、計算によりCaZn2N2が高い窒素分圧下において安定してる・・・だろう
で・高圧合成を採用
結果、1200℃、5.0GPa（約5万気圧）の高温、高圧条件下でCaZn2N2相ができた
「その結晶構造は事前に計算で予測されたものと等しかった」
拡散反射測定とフォトルミネッセンス測定により、バンドギャップは1.9eVと理論予測にほぼ一致する
直接遷移型のバンド構造を示唆する急峻（きゅうしゅん）な光吸収スペクトルの立ち上がりと赤色発光があった

研究チーム
「現在実用化されている窒化物半導体は、緑色や青色、紫外線の発光ダイオードに用いられるGaNと、窒化インジウムまたは窒化アルミニウムとの固溶体にほぼ限定されている
また、既存の赤色や黄色の発光ダイオードには、高コスト、希少、あるいは使い捨てや廃棄が容易でない元素が使用されている」
希少元素を使わずに有用な光の波長領域のバンドギャップを持つCaZn2N2により
「赤色の発光デバイスや太陽電池など、窒化物半導体のこれからの応用の可能性を広げる」
研究チームは、計算スクリーニングにより、CaZn2N2以外にも、10種類の新3元系窒化物に関する理論予測を導き出している

・・・偏在する・毒々しい希土類を使わないとか・・・かの国の・・・
・・・夢が膨らむ

今日は～
キノコ,
フウラン/Vanda(Neofinetia) falcata天賜

いままでアげてたけど
なんというタイミング
キノコと天賜の花の２ショット
可能性としてはアリだったけど
思わず笑い
こんなの初めて
なお撮影後
キノコは撤去