2015 Fiscal Year Research-status Report
理想的ヘテロナノ界面を用いた界面伝導の物理に基づくフォノン・電子伝導の独立操作
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15K13276
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中村 芳明 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (60345105)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | エピタキシー / Si / 熱電材料 / ナノドット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ヘテロ界面における散乱機構が電子とフォノンにおいて本質的に異なることに着眼している。今まで、我々独自の極小GeナノドットをSi中に埋め込むと、フォノンは、Ge/Si界面で散乱されるものの、電子はその界面で散乱されにくいことを見出した。それは、Ge/Si界面でのバンドオフセットが小さいためであると考えられる。ただ、その界面では、波数保存則が成り立っていないため、ある程度電子は散乱されてしまう。そこで、SiGe/Si界面に注目した。そこでは、SiGeの組成比を制御することで、波数保存も成り立つような界面を形成することができるからである。そこで、本年度は、我々独自の極小ナノドット形成法を応用し、極小かつ超高密度のSiGeナノドットをSi上にエピタキシャル成長させる技術の開発を行った。
まずSi上に極薄Si酸化膜を形成し、SiとGeを同時に蒸着してナノ開口を形成する。その後、SiとGeを任意の蒸着速度比で蒸着してSiGeナノドット形成を試みる。ナノ開口上にSiとGeがトラップされていれば、ナノ開口を通じて、Siとエピタキシャル成長可能になる。上記手法でSiGeナノドットを形成した後、RHEED観察を行った。その結果、SiGeナノドットをSi基板上にエピタキシャル成長することに成功したことがわかった。現在、電子線蒸着を用いてSiを蒸着しているが、蒸着速度比を安定させるために、今後、高温クヌーセンセルを用いた蒸着装置に改造する必要があることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度の本研究で、極薄Si酸化膜を用いて、SiGeナノドットをSi基板上にエピタキシャル成長する技術の開発に成功したため。若干、Siの蒸着速度が安定しないのが問題点であるため、今後は、この問題をクリアできるかどうかに研究の進展はかかってくると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Siの蒸着を現在保有するクヌーセンセルを用いるか、手作りのSi蒸着源を開発するか、どちらかの手段を講じることで、適切なSiGeの組成のナノドットを形成することが必要である。それができれば、物性評価技術は保有しているため、スムーズに研究がすすめられると考えられる。
そのため、装置開発をメインに着手する必要がある。
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