暗室下における化合物半導体の変形挙動評価と転位物性の解明
| Project/Area Number |
19J10851
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大島 優 名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 転位 / 化合物半導体 / 結晶塑性 / 光学特性 |
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| Outline of Research at the Start |
構成原子が規則的に配列した結晶性の材料中において，原子配列が局所的に乱れた線状欠陥を転位という．半導体材料では，転位は材料の機能特性を低下させる，排除するべきものとみなされることが一般的である．しかしながら，最近，化合物半導体の1つであるZnSにおいて，機械的変形試験により結晶内に転位を導入すると，半導体の重要な基礎物性であるバンドギャップが変化することが明らかになった．これは，転位の導入により，結晶に新たな物性を付与できる可能性を示唆している．そこで本研究では，転位の導入が結晶の物性に及ぼす影響について調査し，転位を利用した新たな材料開発を可能にするための指針構築を目指す．
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は，主に以下3点の項目に取り組んだ．
（硫化亜鉛結晶中の転位が発光特性に及ぼす影響を評価）前年度までで，硫化亜鉛結晶において，転位の導入により発光スペクトルが変化することが明らかになっている．そこで当該年度は，分光光度計を用いて，転位を導入した結晶のさらに詳細な発光特性評価を実施した．その結果，転位の導入前後において，発光の減衰挙動および励起光スペクトル形状が変化した．このようにして，転位の導入により，硫化亜鉛結晶の発光特性が大きく変化することが明らかになった．
（硫化亜鉛結晶の塑性変形に伴う内部組織変化を評価）前年度までに，硫化亜鉛結晶が，光環境下では脆性的，暗室下では延性的な変形挙動を呈すことが明らかになっている．一方で，光環境制御下の塑性変形による内部組織変化については不明であった．そこで，変形後結晶についてX線回折実験を行った．その結果，暗室下の塑性変形において，部分転位の運動が活性化されていることが示唆された．このようにして硫化亜鉛結晶の変形メカニズムについて新たな知見が得られた．
（硫化亜鉛結晶の塑性変形挙動に及ぼす温度とひずみ速度の影響を評価）前年度までは，室温において非常に遅いひずみ速度条件での機械的変形試験を行っていた．そこで本年度は，温度およびひずみ速度を様々に変化させて変形挙動を調査した．その結果，ひずみ速度を増加させることにより，変形メカニズムが変化する可能性が示唆された．この内容については，今後も継続して研究を進め，そのメカニズム解明を目指す予定である．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(7 results)
