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酸化物半導体と鉄系超伝導―新物質・新機能・応用展開―(普及版)

  • Oxide Semiconductors and Iron Based Superconductors―Novel Materials, Functionalities and Emerging Applications― (Popular Edition)
2010年発行『酸化物半導体と鉄系超伝導―新物質・新機能・応用展開―』の普及版。“細野プロジェクト”の酸化物半導体(C12A7エレクトライド、鉄系超伝導)を網羅したプロジェクト公認の一冊!

商品コード: B1169

  • 監修: 細野秀雄、平野正浩
  • 発行日: 2016年6月8日
  • 価格(税込): 3,888 円
  • 体裁: B5判、229ページ
  • ISBNコード: 978-4-7813-1111-1 

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  • 酸化物半導体 / 透明アモルファス酸化物半導体(TAOS )/ 大型IGZOターゲット / 大型スパッタ装置 / 鉄系超伝導化合物

刊行にあたって

 本書は、10年余に亘って実施された「細野プロジェクト」の後半の成果をまとめたものである。
 「アモルファス酸化物半導体」は、液晶ディスプレイの大画面化、有機ELディスプレイおよび3次元テレビ商品化への期待という「ニーズ」と、それらのディスプレイのバックプレーンTFTとして十分な性能を有するという「シーズ」が整合した。
 「C12A7」は、低仕事関数を利用した蛍光灯、液晶バックライト(冷陰極管)などへの応用が期待される。
 「鉄系超伝導化合物」は、銅酸化物に続く2番目の高温超伝導化合物群であり、超伝導転移温度が40Kを超える多くの化合物が見出された。
 本書から、革新的新材料を開拓する方法を考えるためのヒントを読み取っていただければ幸いである。
(「はじめに」より一部抜粋・改変)
2010年8月  (独)科学技術振興機構 平野正浩

<普及版の刊行にあたって>

 本書は2010年に『酸化物半導体と鉄系超伝導―新物質・新機能・応用展開―』として刊行されました。普及版の刊行にあたり、内容は当時のままであり加筆・訂正などの手は加えておりませんので、ご了承ください。

2016年6月  シーエムシー出版 編集部

著者一覧

細野秀雄   東京工業大学 フロンティア研究機構&応用セラミックス研究所 教授平野正浩   (独)科学技術振興機構 研究開発戦略センター フェロー
神谷利夫   東京工業大学 応用セラミックス研究所 准教授
平松秀典   東京工業大学 フロンティア研究機構 特任准教授
小郷洋一   東京工業大学 応用セラミックス研究所(現・HOYA(株))
松崎功佑   東京工業大学 フロンティア研究機構 産学官連携研究員
野村研二   東京工業大学 フロンティア研究機構 特任准教授
熊原吉一   JX日鉱日石金属(株) 磯原工場 開発部 主任技師
栗原敏也   JX日鉱日石金属(株) 磯原工場 開発部 主席技師
鈴木 了   JX日鉱日石金属(株) 磯原工場 開発部 主席技師
磯部辰徳   (株)アルバック 千葉超材料研究所 第1研究部 第2研究室 主事野村尚利   東京工業大学 大学院総合理工学研究科(現・(株)デンソー)
松石 聡   東京工業大学 応用セラミックス研究所 助教
梶原浩一   首都大学東京 大学院都市環境科学研究科 分子応用化学域 准教授
上岡隼人   筑波大学 大学院数理物質科学研究科 物理学専攻 助教
河村賢一   (独)科学技術振興機構 透明電子活性プロジェクト 研究員
林 克郎   東京工業大学 応用セラミックス研究所 准教授
金 聖雄   東京工業大学 フロンティア研究機構 特任准教授
戸田喜丈   東京工業大学 フロンティア研究機構 研究員
津田 進   大阪歯科大学 化学教室 助教
渡邉 暁   旭硝子(株) 中央研究所
宮川直通   旭硝子(株) 中央研究所
伊藤節郎   東京工業大学 応用セラミックス研究所


執筆者の所属表記は、2010年当時のものを使用しております。

目次

第1章 概論―10年間の透明酸化物の機能探索とそれから拓けた新領域―
1. “透明電子活性”に託した想い
2. 新しい範疇のアモルファス半導体:透明アモルファス酸化物半導体(TAOS)
3. ユビキタス元素協同戦略:セメント成分C12A7の多機能化
4. 高温超伝導の新鉱脈:鉄ニクタイド系超伝導体
5. これからの可能性

第2章 酸化物半導体
1. 概要―透明酸化物の材料設計―
1.1 高性能材料とは何か?:光電子デバイスに要求される材料物性
1.2 高移動度酸化物の設計指針
1.3 ドーピング問題:バンドアライメント
1.4 価電子帯の局在性:透明酸化物で良いp型半導体ができないもう一つの理由
1.5 p型透明酸化物の設計
1.6 よりよいp型TCOを探す
1.7 鉄系高温超伝導体の発見へ
1.8 n型酸化物でシリコンを超える:アモルファス酸化物半導体
1.9 新しいn型TCO

2. ワイドギャップp型半導体LaCuOSe
2.1 はじめに
2.2 高濃度正孔ドーピング
2.3 発光ダイオード
2.4 おわりに

3. p型伝導酸化物半導体SnO―価電帯がs軌道から構成されるp型半導体SnO―
3.1 はじめに
3.2 p型SnO薄膜を活性層としたp-チャネルTFT
3.3 SnOホモPN接合

4. p型伝導酸化物半導体Cu2O
4.1 はじめに
4.2 エピタキシャル薄膜成長
4.3 TFT特性
4.4 熱処理とギャップ内準位
4.5 おわりに

5. 透明アモルファス酸化物半導体a-In-Ga-Zn-OとそのTFT応用
5.1 はじめに
5.2 透明アモルファス酸化物半導体(TAOS)
5.3 TFT応用へ向けたアモルファス酸化物半導体の材料探索指針
5.4 a-In-Ga-Zn-O薄膜成長と基礎物性
5.5 a-In-Ga-Zn-OのTFT応用
5.6 まとめ

6. TAOS-TFT用大型IGZOターゲット
6.1 はじめに
6.2 ターゲットへの要求特性
6.3 ターゲットの製造方法
6.4 ターゲットの諸特性
6.5 おわりに

7. TAOS-TFT用大型スパッタ装置
7.1 はじめに
7.2 スパッタリング装置の変貌
7.3 大型基板対応スパッタリングカソードについて
7.4 G4.5基板730mm×920mm基板でのIGZO-TFT評価
7.5 まとめ

第3章 LnTMPO系超伝導化合物
1. 概要

2. LaFeAsOの超伝導

3. AeFeAsF(Ae=Ca、Sr)超伝導体
3.1 はじめに
3.2 AeFeAsFの結晶構造および磁気構造
3.3 AeFe1-xCoxAsFの超伝導
3.4 Co以外の遷移金属置換の効果
3.5 まとめ

4. LaTMPnO(TM=3d遷移金属、Pn=ニクトゲン)およびSrFe2As2の薄膜成長
4.1 はじめに
4.2 LaZnPnO(Pn=P、As)
4.3 LaMnPnO(Pn=P、As、Sb)
4.4 LaFeAsO
4.5 SrFe2As2
4.6 SrFe2As2における水誘起超伝導
4.7 おわりに

第4章 透明酸化物
1. 概要

2. シリカガラス
2.1 はじめに
2.2 酸素過剰型シリカガラス中の酸素分子濃度の定量
2.3 18O同位体標識法による格子間酸素分子のシリカガラス骨格との反応性の評価
2.4 高純度シリカガラスの真性欠陥機構の解析
2.5 フッ素ドープシリカにおける真性欠陥形成と酸素拡散
2.6 シリカガラス中の水素の反応
2.7 ゾル-ゲル法によるバルクシリカガラスの合成

3. Eu2+蛍光体
3.1 はじめに
3.2 Ca2ZnSi2O7蛍光体におけるEu2+イオン
3.3 SrB4O7蛍光体におけるEu2+イオン
3.4 まとめ

4. フェムト秒レーザーによる透明酸化物の加工
4.1 はじめに
4.2 フェムト秒レーザーシングルパルス干渉露光装置
4.3 シリカガラス表面・内部へのグレーティング書き込み
4.4 LiF分布帰還型(DFB)カラーセンターレーザーの作製
4.5 プリパルス照射によるマイクログレーティングの書き込み閾値およびグレーティング形状の制御
4.6 おわりに

第5章 12CaO・7Al2O3(C12A7)
1. 概要

2. カチオン、アニオン置換12CaO・7Al2O3化合物と機能発現
2.1 陽イオン置換12CaO・7Al2O3(C12A7)
2.2 Cl-イオンを包接したC12A7系材料の湿度感受電気伝導
2.3 C12A7系材料からのO-イオン放出
2.4 超高温ジルコニア表面を用いた活性酸素放出

3. C12A7エレクトライドの電気特性と超伝導
3.1 結晶構造の特徴と電子状態
3.2 電子ドーピングと電気特性
3.3 C12A7エレクトライドの超伝導

4. C12A7エレクトライド粉末の合成と包接電子・酸素濃度の定量
4.1 はじめに
4.2 C12A7エレクトライド粉末の合成
4.3 構造解析と包接酸素・電子濃度の測定
4.4 まとめ 

5. C12A7エレクトライドの仕事関数と表面の電子構造
5.1 はじめに
5.2 C12A7:e-の電子構造:バンドギャップとケージ伝導帯の実験的観測
5.3 C12A7:e-の電子構造と表面構造
5.4 低い仕事関数のオリジン
5.5 まとめと今後の展望

6. C12A7エレクトライドの化学反応への展開
6.1 はじめに
6.2 C12A7エレクトライドを用いたベンズアルデヒド類およびアセトフェノン類の還元的ピナコールカップリングとその反応機構の考察
6.3 炭酸水素カリウムの添加効果とそのメカニズムの考察
6.4 おわりに

7. C12A7エレクトライドの蛍光灯への応用
7.1 放電ランプと陰極材料
7.2 C12A7エレクトライドのイオン励起2次電子放出特性
7.3 冷陰極蛍光ランプ用陰極材料としてのC12A7エレクトライド
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