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Ultrasonic study of quadrupole-strain coupling of silicon vacancy

Research Project

Project/Area Number 15K17704
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Condensed matter physics II
Research InstitutionToyama Prefectural University (2018)
Niigata University (2015-2017)

Principal Investigator

MITSUMOTO Keisuke  富山県立大学, 工学部, 准教授 (50515567)

Research Collaborator NEMOTO Yuichi  
AKATSU Mitsuhiro  
GOTO Terutaka  
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords超音波物理 / 原子空孔 / 電気四極子 / 表面弾性波 / 強相関電子系 / 半導体物性 / 格子欠陥
Outline of Final Research Achievements

Observation of vacancies in crystalline silicon and elucidation of its electronic state are important issues in terms of basic and applied researches. There are rare vacancies in the crystalline silicon currently used in semiconductor industry, and the electronic state of the vacancy has cubic symmetry. We elucidated a mechanism for coupling electric quadrupoles of the vacancy and ultrasonic strains by measuring of pressure dependence of the softening of elastic constant and analyzing them with electric quadrupole susceptibilities. When concentration of the vacancy is above a critical concentration, the vacancy deforms from cubic to lower symmetry due to development of the quadrupole-strain coupling. This is consistent with previous and famous studies of the electron spin resonance.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

シリコン原子空孔の観測とその電子状態の解明は,基礎研究のみならず産業応用も期待される重要な課題である。シリコン原子空孔軌道はCe化合物の電子状態と類似しているため,本研究は強相関物理において普遍性をもち,多極子が主役を演じる強相関物理の発展が期待される。さらに原子空孔濃度評価技術の開発が進むことでシリコンの結晶育成技術の発展につながり,超音波物理の研究成果が社会に還元されることが期待される。

Report

(5 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] ボロン添加シリコン中の原子空孔軌道の量子状態がもつ電気多極子効果2018

    • Author(s)
      三本啓輔,赤津光洋,根本祐一,後藤輝孝
    • Organizer
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波計測によるリン添加シリコンの原子空孔軌道の研究2018

    • Author(s)
      古俣寿幸, 小日向智仁, 赤津光洋, 根本祐一, 後藤輝孝, 三本啓輔
    • Organizer
      第47回 日本物理学会新潟支部例会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 応力印加によるボロン添加シリコン中の原子空孔軌道の四極子-歪み相互作用2018

    • Author(s)
      三本啓輔, 坂井隼人, 赤津光洋, 根本祐一, 後藤輝孝
    • Organizer
      日本物理学会 第73回年次大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 静水圧下超音波計測によるシリコン原子空孔軌道の研究2017

    • Author(s)
      三原佳祐, 坂井隼人, 三本啓輔, 赤津光洋, 根本祐一, 後藤輝孝
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学 豊中キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 弾性定数の低温ソフト化と磁場依存性によるシリコン原子空孔の量子状態解明2017

    • Author(s)
      根本祐一, 坂井隼人, 赤津光洋, 三本啓輔, 後藤輝孝
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 曲げ応力下でのボロン添加シリコンウェーハの原子空孔軌道の研究2017

    • Author(s)
      坂井隼人, 赤津光洋, 三本啓輔, 根本祐一, 後藤輝孝
    • Organizer
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 表面弾性波による曲げ応力下でのシリコン原子空孔軌道の四極子-歪み相互作用の研究2017

    • Author(s)
      坂井隼人, 赤津光洋, 三本啓輔, 根本祐一, 後藤輝孝
    • Organizer
      第46回 日本物理学会新潟支部例会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Observation of Vacancy in Crystalline Silicon by Surface Acoustic Wave Measurement2016

    • Author(s)
      K. Mitsumoto, M. Akatsu, S. Baba, R. Takasu, Y. Nemoto, T. Goto, H. Yamada-Kaneta, Y. Furumura, H. Saito, K. Kashima, Y. Saito
    • Organizer
      BIT's 2nd Annual World Congress of Smart Materials-2016
    • Place of Presentation
      Grand Copthorne Waterfront Hotel, Singapore
    • Year and Date
      2016-03-04
    • Related Report
      2015 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 一軸圧下超音波計測による産業用シリコンウェーハの原子空孔軌道の研究2016

    • Author(s)
      坂井隼人,三原佳祐,三本啓輔,赤津光洋,根本祐一,後藤輝孝
    • Organizer
      第45回 日本物理学会 新潟支部例会
    • Place of Presentation
      新潟大学 五十嵐キャンパス
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 静水圧下超音波計測によるシリコン原子空孔軌道の研究2016

    • Author(s)
      三原佳祐,坂井隼人,三本啓輔,赤津光洋,根本祐一,後藤輝孝
    • Organizer
      第45回 日本物理学会 新潟支部例会
    • Place of Presentation
      新潟大学 五十嵐キャンパス
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 超音波計測によるボロン添加CZシリコンの原子空孔濃度の決定2015

    • Author(s)
      木村駿生、岡部和樹、赤津光洋、馬場正太郎、三本啓輔、根本祐一、金田寛、後藤輝孝、斉藤広幸、鹿島一日兒、斎藤芳彦
    • Organizer
      平成27年度 日本物理学会新潟支部 第44回例回
    • Place of Presentation
      新潟大学五十嵐キャンパス(新潟市)
    • Year and Date
      2015-12-05
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Presentation] 静水圧下超音波計測による原子空孔軌道の研究2015

    • Author(s)
      三原佳祐、赤津光洋、三本啓輔、根本祐一、後藤輝孝
    • Organizer
      平成27年度 日本物理学会新潟支部 第44回例回
    • Place of Presentation
      新潟大学五十嵐キャンパス(新潟市)
    • Year and Date
      2015-12-05
    • Related Report
      2015 Research-status Report
  • [Remarks] 根本研究室

    • URL

      http://www.sc.niigata-u.ac.jp/nemoto/index.html

    • Related Report
      2015 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2020-05-15  

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