Electron transport of rutile-type GeSnO
高根（D2）らの研究成果がJAPに掲載されました！本研究は京大院電気工、兵庫工業技術センタ、立命館大学との共同研究成果です。Congrats, Takane-kun!
Rutile-type wide and ultrawide band-gap oxide semiconductors are emerging materials for high-power electronics and deep ultraviolet optoelectronics applications. A rutile-type GeO2-SnO2 alloy (r-GexSn1–xO2) recently found is one of such materials. Herein, we report low-temperature electron transport properties of r-GexSn1−xO2 thin films with x = 0.28 and 0.41. Based on resistivity and magnetoresistance measurements, along with the theory of quantum interference, it is suggested that Efros–Shklovskii variable-range hopping, i.e., hopping over the states within the Coulomb gap, is dominant at lower temperatures (T ≤ 10 and 15 K) in both r-Ge0.41Sn0.59O2 and r-Ge0.28Sn0.72O2. The negative and positive magnetoresistances observed at low temperatures are attributable to the quantum interference and field-induced spin alignment, respectively. The magnetoresistance measurements at higher temperatures suggest that both Mott variable–range hopping and thermally activated band conduction occur at T < 100 K and that almost pure thermally activated band conduction takes place at T ≥ 150 K. / ルチル型のワイドおよびウルトラワイドバンドギャップ酸化物半導体は、高出力エレクトロニクスおよび深紫外線オプトエレクトロニクス用途向けの新しい材料です。 最近発見されたルチル型 GeO2-SnO2 合金 (r-GexSn1-xO2) もその 1 つです。 ここでは、x = 0.28および0.41のr-GexSn1-xO2薄膜の低温電子輸送特性を報告します。 r-Ge0.41Sn0.59O2 と r-Ge0.28Sn0.72O2 の両方で、抵抗率と磁気抵抗の測定と量子干渉理論に基づいて、エフロス・シュクロフスキーの可変範囲ホッピング、つまりクーロンギャップ内の状態を飛び越える現象が低温（T ≤ 10および15 K）で支配的であることが示唆されます。 低温で観察される負の磁気抵抗と正の磁気抵抗は、それぞれ量子干渉と磁場誘起スピン配列に起因します。 高温での磁気抵抗測定は、モット可変範囲ホッピングと熱活性化バンド伝導の両方が T < 100 K で発生し、ほぼ純粋な熱活性化バンド伝導が T ≥ 150 K で発生することを示唆しています。
Low-temperature electron transport of rutile-type GexSn1−xO2 , J.Appl.Phys.134,165706(2023) ; doi:10.1063/5.0173815 Submitted:21September2023·Accepted:10October2023· PublishedOnline:30October2023
Hitoshi Takane, Itsuhiro Kakeya, Hirokazu Izumi, Takeru Wakamatsu, Yuki Isobe, Kentaro Kaneko, and Katsuhisa Tanaka