2003 Fiscal Year Annual Research Report
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14040207
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
越田 信義 東京農工大学, 工学部, 教授 (50143631)
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| Keywords | ナノ結晶シリコン / 弾道電子伝導 / 弾道電子放出 / 弾道電子励起発行 / 平面ディスプレイ / 熱音響効果 / 音波発生 / 機能集積 |
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| Research Abstract |
研究計画に記載の項目に沿って、得られた成果をまとめる。
(1)弾道電子生成・放出効率および音波発生効率の向上
・短光パルス励起による電子輸送・光電子エネルギー分布の測定解析により,弾道電子生成と放出の効率を向上するために必要なナノ結晶シリコン層の構造制御法を固めた。
・熱音響変換の基本となる表面電極形状と配置をフォトリソグラフィのレベルで微細・アレイ化し,音波発生効率に対するスケーリング効果とパルス駆動方式の有効性を確認した。
(2)ディスプレイと音源への応用の基礎的検討
・特性を向上させた弾道電子放出素子について、電子の放出角度分散,エミッションの長期安定性や真空度依存性など,平面ディスプレイの励起源としての適用可能性を定量的に検証した。
・熱誘起超音波放出特性を,最高音圧出力,上限・下限動作周波数,ダイナミックレンジ,などの面から詳細に解析し、それらの知見を基に適正な駆動方式を確立した。
(3)光・音情報機能パッケージング基盤技術の検討
・弾道電子素子については,放出電子により蛍光体を励起する真空方式と並行して,ナノ結晶シリコン層表面に堆積した蛍光体膜を弾道電子によって直接励起する素子を開発した。
・音波放出素子については,電極を微細・アレイ化した素子について位相制御した高周波駆動法を適用し,指向性をもった可聴領域の音波出力が効率的に得られることを実証した。
・上記研究の蓄積に基づき,弾道電子励起面発光素子と位相アレイ化高帯域音波素子をシリコン基板上で融合したデバイスの概念設計を行い、プロセス技術の面から実現できる見通しを得た。
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Research Products
(7 results)
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[Publications] T.Ichihara, T.Hatai, K.Aizawa, T.Komoda, A.Kojima, N.Koshida: "Key role of nanocrystalline feature in porous polycrystalline silicon diodes for efficient ballistic electron emission"J.Vac.Sci.Technol.B. 22・1. 57-59 (2004)
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[Publications] S.Uno, K.Nakazato, S.Yamaguchi, A.Kojima, N.Koshida, H.Mizuta: "New insights in high-energy electron emission and underlying transport physics of nanocrystalline Si"IEEE Trans.Nanotechnology. 2・4. 301-307 (2003)
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[Publications] B.Gelloz, H.Sano, R.Boukherroub, D.D.M.Wayner, D.J.Lockwood, N.Koshida: "Stabilization of porous silicon electroluminescence by surface passivation with controlled covalent bonds"Appl.Phys.Lett.. 83. 2342-2344 (2003)
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[Publications] N.Koshida, N.Matsumoto: "Fabrication and quantum properties of nanostructured silicon"Mater.Sci. & Eng. R. 40. 169-205 (2003)
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[Publications] A.Kojima, N.Koshida: "An analysis of electron transport in surface-passivated nanocrystalline porous silicon"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. 2395-2398 (2003)
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[Publications] J.Hirota, H.Shinoda, N.Koshida: "Generation of radiation pressure in thermally induced ultrasonic emitter based on nanocrystalline silicon"Jpn.J.Appl.Phys.. 43(in press). (2004)
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[Publications] B.Gelloz, N.Koshida: "Handbook of Luminescence, Display Materials, and Devices Vol.3 Chap.5"Electroluminescence of nanocrystalline porous silicon devices""American Science Publishers. 127-156 (2003)
