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2008 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ結晶シリコン集合体のフラクタル凝集次元制御と次元性の光学特性に与える影響

Research Project

Project/Area Number 19510112
Research InstitutionKonan University

Principal Investigator

梅津 郁朗  Konan University, 理工学部, 教授 (30203582)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 杉村 陽  甲南大学, 理工学部, 教授 (30278791)
稲田 貢  関西大学, 工学部, 講師 (00330407)
Keywordsレーザーアブレーション / ナノ結晶 / シリコン / 凝集構造 / フラクタル / 自己組織化 / コアシェル / 光吸収
Research Abstract

バックグラウンドガスにヘリウムと水素の混合ガスを用い、総ガス圧と水素分圧を変化させてナノ構造集合体の凝集構造を観察した。その結果、凝集構造に対する総圧および水素の効果を鮮明にすることが可能となった。低い総ガス圧のもとでは水素分圧の上昇とともにナノ結晶の表面水素化によって空孔度が上昇した。それに対して、高い総ガス圧の下では水素分圧が低いときには大きな繊維状構造をとり堆積物は粗な構造となり、水素分圧を上昇させると繊維状構造の成長は少なく密な構造をとる。これは水素ガスによる表面水素化がナノ結晶の凝集を妨げ、総ガス圧が高いときにはナノ結晶の凝集がガス中で起き,低いときには基板上で起きるためと考えると説明がつく。さらにターゲット-基板間距離、レーザーフルエンスを変化させて同様に形状を調べたところ、ガス圧の効果はターゲット-基板間距離とプルームの大きさの相対関係が重要であると言うことが示唆された。得られた結果を用いてシリコンナノ結晶1次元的な集合体と3次元的な集合体を作成し、その電気伝導を測定した。その結果、1次元的な集合体の電気伝導メカニズムはバリアブルレンジホッピングであるのに対して、3次元的な集合体ではランダムなクーロンブロケイドが関与したパーコレーション伝導となることがわかった。ナノ結晶集合体の粗密度の制御を光触媒の表面構造の制御に応用すれば光触媒効果の向上につながると考えられる。そこでこの手法をInNiTaOに適用したところ化学量論比に近いInNiTaOナノ結晶を作成することに成功し、凝集構造体から光触媒機能を確認した。

  • Research Products

    (17 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (12 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Collective Transport in Silicon Nanocrystal Assembly Prepared by Laser Ablation Method2009

    • Author(s)
      A. Sugimura, M. Gibo, M. Inada, T. Saitoh, I. Umezu
    • Journal Title

      Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 1145

      Pages: MM04-02-1-MM04-02-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Surface hydrogenation of silicon nanocrystallites during pulsed laser ablation of silicon target in hydrogen background gas2008

    • Author(s)
      I. Umezu, M. Takata, A. Sugimura
    • Journal Title

      J. Appl. Phys 103

      Pages: 14309

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] InTaO4-based nanostructures synthesized by reactive pulsed laser ablation2008

    • Author(s)
      T. Yoshida, H. Toyoyama, I. U mezu, A. Sugimura
    • Journal Title

      Applied Physics A 93

      Pages: 961-966

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Collective transport in silicon nanocrystal assembly2008

    • Author(s)
      Manabu Gibo, Mitsuru Inada, Tadashi Saitoh, Ikurou Umezu, Akira Sugimura
    • Journal Title

      Proceedings of The International Meeting for Future of Electron Devices 2008

      Pages: 115-116

  • [Presentation] パルスレーザーアブレーション法によって作製されたSiナノ結晶集合体における電子輸送特性2009

    • Author(s)
      宜保学, 稲田貢, 梅津郁朗, 齊藤正, 杉村陽
    • Organizer
      レーザー学会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      20090100
  • [Presentation] 反応性パルスレーザーアブレーション法によるNiドープInTaO_4ナノ結晶の作製と可視光応答性2009

    • Author(s)
      豊山博一, 吉田岳人, 梅津郁朗, 杉村陽
    • Organizer
      レーザー学会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      20090100
  • [Presentation] 水素ガス中でのパルスレーザーアプレーション過程でのシリコンナノ構造体の形成2009

    • Author(s)
      梅津郁朗, 杉村陽
    • Organizer
      レーザー学会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      20090100
  • [Presentation] レーザーアブレーション法での二つのブルーム間の相互作用2009

    • Author(s)
      山本成輝, 梅津郁朗, 杉村陽
    • Organizer
      レーザー学会
    • Place of Presentation
      徳島大学
    • Year and Date
      2009-01-12
  • [Presentation] Synthesis of Ni-doped InTa0_4 nanocrystalites by reactive pulsed laser ablation for application to visible-light-operating photocatalysts2008

    • Author(s)
      T. Yoshlda, H. Toyoyama, I. Umezu, A. Sugimura
    • Organizer
      6th International Conference on Photo-Excited Processes and Applications
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20080900
  • [Presentation] Collective transport in silicon nanocrystal assembly prepared by laserablation method2008

    • Author(s)
      A. Sugimura, M. Gibo, M. Inada, T. Saitoh, I. Umezu
    • Organizer
      Mat. Res. Soc. Symposium
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2008-12-01
  • [Presentation] レーザーアブレーション法におけるSiナノ結晶の集合体構造の形成に対する表面水素化の効果2008

    • Author(s)
      大久保旬人, 梅津郁朗, 杉村陽
    • Organizer
      応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-04
  • [Presentation] Siナノ結晶集合体における電子輸送特性2008

    • Author(s)
      宜保学, 稲田貢, 梅津郁朗, 齋藤正, 杉村陽
    • Organizer
      応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-04
  • [Presentation] Siナノ結晶集合体へのPイオンドープ2008

    • Author(s)
      平田圭, 宜保学, 吉田謙一, 稲田貢, 梅津郁朗, 長町信治, 齊藤正, 杉村陽
    • Organizer
      応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-04
  • [Presentation] CdSeナノ粒子における発光寿命の濃度依存特性2008

    • Author(s)
      田井浩平, Wei Lu, 梅津郁朗, 杉村陽
    • Organizer
      応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-04
  • [Presentation] Collective transport in silicon nanocrystal assembly2008

    • Author(s)
      M. Gibo, M. Inada, T. Saitoh, I. Umezu, A. Sugimura
    • Organizer
      International meeting for future of electron devices, Kansai
    • Place of Presentation
      Osaka, Japan
    • Year and Date
      2008-05-23
  • [Presentation] Variable range hopping conduction in chain-like silicon nanowires2008

    • Author(s)
      M. Inada, M. Gibo, H. Yamamo to, I. Umezu, T. Saitoh, A. Sugimura.
    • Organizer
      Mat. Res. Soc. Symposium
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2008-03-25
  • [Remarks]

    • URL

      http://um.phys.konan-u.ac.ip/euhome.html

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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