• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

高品質シリサイド半導体のエピタキシャル成長とバンドエンジニアリングの検証

Research Project

Project/Area Number 10J00775
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied materials science/Crystal engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

野田 慶一  大阪大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords鉄シリサイド / ひずみバンドエンジニアリング / シリコン系発光材料 / バンドエンジニアリング
Research Abstract

半導体ベータ鉄シリサイド(β-FeSi_2)はバンドギャップ付近の状態密度がFeの3d電子に支配されているため、ひずみとバンド構造に強い相関が存在するという特徴を有している。これまでに、第一原理計算により、ひずみがないバルク単結晶は間接遷移型半導体であるのに対し、Si基板上β-FeSi_2薄膜は、Si基板とβ-FeSi_2のヘテロ界面で生じるひずみによりバンド構造が変化し、直接遷移化する可能性が示唆されている。しかし、実験的にはSi基板上β-FeSi_2の遷移型は明らかにされておらず、ひずみによるバンド構造変化も実証されていない。本研究は、β-FeSi_2におけるひずみによるバンド構造制御を検証することを目的とし、実験および理論的視点からそのひずみ制御の実現可能性について検討したものである。
本年度は、昨年度から引き続き、β-FeSi_2のバンド構造変化に影響を及ぼす要素の検討を第一原理計算により行った。昨年度までに実験的に明らかになった格子変形の値を用いて、実際の試料に即した条件で第一原理計算を行い、β-FeSi_2のバンド構造に対するひずみの効果の更なる検証を行った。その結果、a軸とb軸の伸長が直接遷移エネルギーの減少に寄与すること、また、Fe-Fe原子間距離の伸長が直接遷移エネルギーの減少に寄与する可能性を明らかにした。
また、Si基板上β-FeSi_2エピタキシャル膜に対して第三元素添加によりひずみ制御を行うことを目指した。AlとGeについて、β-FeSi_2エピタキシャル膜へ添加可能なこと、また、添加により格子定数が増加することを実証でき、今後のβ-FeSi_2エピタキシャル膜ひずみ制御技術の確立に向けて重要な指針が得られた。
以上の実験結果は、β-FeSi_2エピタキシャル膜のバンド構造を任意に変化させることが可能である事実を示しており、さらなる研究によりSi基板上発光源実現が可能になると考えられる。

Report

(3 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (41 results)

All 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (26 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Growth condition dependence of Ge-doped β-FeSi2 epitaxial film by molecular beam epitaxy2013

    • Author(s)
      K. Noda
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth

      Volume: (印刷中) Pages: 376-380

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2012.11.010

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of residual impurities on transport properties of β-FeSi2 epitaxial films grown by molecular beam epitaxy2012

    • Author(s)
      Y. Terai, K. Noda
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics

      Volume: 112 Issue: 1 Pages: 0137021-5

    • DOI

      10.1063/1.4731246

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Growth condition dependence of direct bandgap in β-FeSi_2 epitaxial films grown by molecular beam epitaxy2012

    • Author(s)
      K.Noda
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 23 Pages: 5-8

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2012.01.002

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Band gap modifications of β-FeSi_2 epitaxial films by lattice deformations2011

    • Author(s)
      Y.Terai, K.Noda
    • Journal Title

      Thin Solid Films

      Volume: 519 Issue: 24 Pages: 8468-8472

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2011.05.021

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Growth condition dependence of direct bandgap in β-FeSi2 epitaxial films grown by molecular beam epitaxy2011

    • Author(s)
      K.Noda
    • Journal Title

      Proceeding of Asian School-Conference on Physics and Technology of Nanostructured Materials (ASCO-NANOMAT 2011)

      Pages: 117-118

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] Photoreflectance and time-resolved photoluminescence studies in ion-beam synthesized β-FeSi_22011

    • Author(s)
      Y.Terai, K.Noda
    • Journal Title

      Proceeding of Asian School-Conference on Physics and Technology of Nanostructured Materials (ASCO-NANOMAT 2011)

      Pages: 115-116

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] nvestigation of direct bandgap energies of β-FeSi_2 epitaxial films by photoreflectance2011

    • Author(s)
      K.Noda
    • Journal Title

      Proceeding of ECO-MATES 2011

      Volume: 2 Pages: 87-88

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Journal Article] Temperature dependence of direct transition energies in β-FeSi_2 epitaxial films on Si(111) substrate2011

    • Author(s)
      K.Noda
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 11 Pages: 181-184

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoluminescence and photoreflectance studies in Si/β-FeSi_2/Si(001) double heterostructure2011

    • Author(s)
      K.Yoneda, K.Noda
    • Journal Title

      Physics Procedia

      Volume: 11 Pages: 185-188

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photoluminescence properties of Er-doped β-FeSi_2 grown by ion implantation2011

    • Author(s)
      Y.Terai, K.Noda
    • Journal Title

      Physcia E

      Volume: 42 Pages: 2846-2848

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of band gap structure in β-FeSi_2 epitaxial films on Si substrate2010

    • Author(s)
      Y.Terai, K.Noda
    • Journal Title

      Proceeding in The Forum on the Science and Technology of Silicon Materials 2010

      Pages: 321-325

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Journal Article] Band gap modifications of β-FeSi_2 epitaxial films by lattice deformations

    • Author(s)
      Y.Terai, K.Noda
    • Journal Title

      Thin Solid Films

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Hall effect and resistivity of n-type β-FeSi_2 epitaxial film grown by molecular beam epitaxy2012

    • Author(s)
      Y. Terai and K. Noda
    • Organizer
      The 17th International conference on Molecular Beam Epitaxy (MBE2013)
    • Place of Presentation
      Nara Prefectural New Public Hall, Nara, Japan
    • Year and Date
      2012-09-28
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Growth condition dependence of Ge-dopedβ-FeSi_2 epitaxial film by molecular beam epitaxy2012

    • Author(s)
      K. Noda
    • Organizer
      The 17th International conference on Molecular Beam Epitaxy (MBE2012)
    • Place of Presentation
      Nara Prefectural New Public Hall, Nara, Japan
    • Year and Date
      2012-09-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Si(III)基板上へのGe添加β-FeSi_2エピタキシシャル膜の作製2012

    • Author(s)
      野田慶一
    • Organizer
      第73回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛媛大学城北地区・松山大学文京キャンパス、松山市
    • Year and Date
      2012-09-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] β-FeSi_2/Si DH構造における直接遷移エネルギーとヘテロ界面との相関2012

    • Author(s)
      寺井慶和、野田慶一
    • Organizer
      第74回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      愛媛大学城北地区・松山大学文京キャンパス、松山市
    • Year and Date
      2012-09-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 第一原理計算を用いたβ-FeSi_2 直接遷移エネルギー減少の検証2012

    • Author(s)
      野田慶一
    • Organizer
      第14回シリサイド系半導体・夏の学校
    • Place of Presentation
      マホロバマインズ三浦、神奈川県三浦市
    • Year and Date
      2012-07-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Growth condition dependence of Ge doping into β-FeSi_2 epitaxial film by MBE method2012

    • Author(s)
      K. Noda
    • Organizer
      31st Electronic Materials Symposium (EMS-31)
    • Place of Presentation
      ラフォーレ修善寺、伊豆市
    • Year and Date
      2012-07-11
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 第一原理計算によるβ-FeSi_2直接遷移端変化の検証2012

    • Author(s)
      野田慶一
    • Organizer
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学、東京都新宿区
    • Year and Date
      2012-03-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 低残留キャリア濃度β-FeSi_2エピタキシャル膜における磁気抵抗の温度依存性2012

    • Author(s)
      寺井慶和、野田慶一
    • Organizer
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学、東京都新宿区
    • Year and Date
      2012-03-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of direct bandgap energies of β-FeSi_2 epitaxial films by photoreflectance2011

    • Author(s)
      K.Noda
    • Organizer
      International Symposium on Materials Science and Innovation for Sustainable Society
    • Place of Presentation
      Hotel Hankyu Expo-park, Japan
    • Year and Date
      2011-11-28
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Dependence of direct bandgap energies on growth condition in β-FeSi_2 epitaxial films on Si(001) substrate2011

    • Author(s)
      K.Noda
    • Organizer
      7^<th> Handai Nanoscience and Nanotechnology International Symposium
    • Place of Presentation
      Osaka University, Japan
    • Year and Date
      2011-11-11
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] β-FeSi_2エピタキシャル膜における直接遷移エネルギーの成長条件依存性2011

    • Author(s)
      野田慶一
    • Organizer
      第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形大学、山形市
    • Year and Date
      2011-09-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 低残留キャリア濃度β-FeSi_2エピタキシャル膜における電気特性の温度依存性2011

    • Author(s)
      寺井慶和、野田慶一
    • Organizer
      第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形大学、山形市
    • Year and Date
      2011-09-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] IBS β-FeSi_2における1.5μm発光の寿命評価2011

    • Author(s)
      寺井慶和、野田慶一
    • Organizer
      第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形大学、山形市
    • Year and Date
      2011-09-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Si(001)基板上β-FeSi_2エピタキシャル膜におけるPRスペクトルの成長条件依存性2011

    • Author(s)
      野田慶一
    • Organizer
      第13回シリサイド系半導体・夏の学校
    • Place of Presentation
      関西セミナーハウス、京都市
    • Year and Date
      2011-07-20
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Growth condition dependence of direct bandgap energies in β-FeSi_2 epitaxial films grown by molecular beam epitaxy2011

    • Author(s)
      K.Noda
    • Organizer
      30th Electronic Materials Symposium
    • Place of Presentation
      ラフォーレ琵琶湖、草津市
    • Year and Date
      2011-07-04
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Si(001)基板上β-FeSi_2エピタキシャル膜におけるPRスペクトルの成長条件依存性2011

    • Author(s)
      野田慶一
    • Organizer
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学、厚木市
    • Year and Date
      2011-03-26
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] β-FeSi_2における光励起キャリアの緩和過程の検証2011

    • Author(s)
      寺井慶和、野田慶一
    • Organizer
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学、厚木市
    • Year and Date
      2011-03-26
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] β-FeSi_2薄膜における残留キャリア濃度の熱処理温度依存性2011

    • Author(s)
      米田圭佑、野田慶一
    • Organizer
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川工科大学、厚木市
    • Year and Date
      2011-03-26
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Growth condition dependence of direct bandgap in β-FeSi_2 epitaxial films grown by molecular beam epitaxy2011

    • Author(s)
      K.Noda
    • Organizer
      Asian School-Conference on Physics and Technology of Nanostructured Materials (ASCO-NANOMAT 2011)
    • Place of Presentation
      Vladivostok, Russia
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Photoreflectance and time-resolved photoluminescence studies in ion-beam synthesized β-FeSi_22011

    • Author(s)
      Y.Terai, K.Noda
    • Organizer
      Asian School-Conference on Physics and Technology of Nanostructured Materials (ASCO-NANOMAT 2011)
    • Place of Presentation
      Vladivostok, Russia
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] β-FeSi_2エピタキシャル膜における光伝導スペクトルの評価2010

    • Author(s)
      寺井慶和、野田慶一
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学、長崎市
    • Year and Date
      2010-09-17
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] SOI基板上に成長したβ-FeSi_2エピタキシャル膜における残留キャリア濃度の評価2010

    • Author(s)
      米田圭佑、野田慶一
    • Organizer
      第71回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎大学、長崎市
    • Year and Date
      2010-09-17
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Temperature dependence of direct transition energies in β-FeSi_2 epitaxial films on Si(111) substrate2010

    • Author(s)
      K.Noda
    • Organizer
      Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicides and Related Materials Science and Technology Towards Sustainable Optoelectronics (APAC-Silicide2010)
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Ibaraki, Japan
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Band-gap Modifications of β-FeSi_2 Epitaxial Films by Lattice Deformations2010

    • Author(s)
      Y.Terai, K.Noda
    • Organizer
      Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicides and Related Materials Science and Technology Towards Sustainable Optoelectronics (APAC-Silicide2010)
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Ibaraki, Japan
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Photoluminescence and photoreflectance studies in Si/β-FeSi_2/Si(001) double heterostructure2010

    • Author(s)
      K.Yoneda, K.Noda
    • Organizer
      Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicides and Related Materials Science and Technology Towards Sustainable Optoelectronics (APAC-Silicide2010)
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Ibaraki, Japan
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Investigation of band gap structure in β-FeSi_2 epitaxial films on Si substrate2010

    • Author(s)
      Y.Terai, K.Noda
    • Organizer
      The Forum on the Science and Technology of Silicon Materials 2010
    • Place of Presentation
      Okayama, Japan
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/mseo/index.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/mse6/index.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/mse6/index.html

    • Related Report
      2010 Annual Research Report

URL: 

Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi