2018 Fiscal Year Annual Research Report
Process technologies for integrating nano-crystalline Si and wide-bandgap semiconductors aiming to fabricating novel optoelectronics devices
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16H04327
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
近藤 英一 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (70304871)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Bernard Gelloz 名古屋大学, 工学研究科(国際), その他 (40343157)
金 蓮花 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (40384656)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ポーラスシリコン / 超臨界流体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
バッチ式超臨界堆積装置でCu:ZnOの堆積が可能であるか検証した。Zn-MOPDとCu(dibm)2の配合比を変え堆積させた結果、どの試料の堆積物にもCuがドープできていることを確認した。最適化を目指してドーパント濃度、温度、O2圧力依存性を調査し、透過性のある結晶性の良い薄膜を得た。さらにアニール処理を施すと透過率が増し、結晶性の向上が認められた。SiO2 / Siパターン基板を使用してCu:ZnOの埋め込みを行い可能性を実証した。案ドープでは有効であった親水化処理の効果は少なかった。PSi基板への埋め込みも行ったが、膜質は十分ではなかった。
ナノシリコン層の表面修飾：ナノシリコン表面のSi-H結合をより安定なSi-C結合に置き換えるため1-ヘキセンを用いた気相化学修飾法を開発した。検証実験では、本方法で得られたナノシリコン層のフォトルミネッセンスは非常に安定し，これまでの液相化学修飾法より効果的であることを明らかにした。
ナノシリコン層の評価法：ナノシリコン層は、面上に数百マイクロメータ間隔（層の厚みが厚い程その間隔が狭くなる）で，光干渉縞模様が現れる。そのため市販のエリプソメータ（空間分解能がミリメータオーダー）ではその評価が不可能である。本研究では，本グループで開発した高分解能イメージングエリプソメトリーの導入により、走査型電子顕微鏡等を使わずにナノシリコン層を簡単に評価できた。
ナノシリコン粒子の作成：ナノシリコンのさらなる発光効率を目指し、Si/SiO2（コア：Si，シエル：SiO2）ナノ粒子の製作を試みた。これによりナノ粒子の量子収率61％の世界記録を達した．
当研究の目標は、透明導電材料を超臨界流体を用いてシリコン細孔内に充填し高効率の発行デバイスを作製することであった。３年間の研究で、目的とした構造を作製でき、別のアプローチであるが高効率も達成できた。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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