2021 Fiscal Year Annual Research Report
金属粒子内でのシリコン再結晶化を利用したナノワイヤー/バルク電極間の接合技術開発
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20H02500
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
稲澤 晋 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30466776)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | シリコン / 結晶成長 / 気相反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度とは視点を変え、先に生成したシリコンウィスカーの側面から、別の新たなシリコンウィスカーが生える合成条件を検討した。この"whisker on whisker"の生成を目指すに当たり、(i)一回の反応でウィスカー生成の時間差を付ける、(ii)先に合成したウィスカーを反応器内に設置する、の二通りを検討した。その結果、(i)では成長途中のウィスカー同士がぶつかって、ウィスカーの一部が「クロス」して接合したものが複数得られた。しかしながら、明確に１本のウィスカーの側面から枝分かれして成長したウィスカーはほとんど確認できなかった。これに対して(ii)では、あらかじめ設置するウィスカーを反応器内のどこに置くかで結果が変わった。反応器内のある部分(これを場所Aとする)では仕込んだウィスカー側面にほとんど付着物がない一方で、反応器内の別の部分(これを場所Bとする)ではウィスカーの側面に球状のシリコンや枝分かれのウィスカーが生成する様子が確認できた。通常、反応器内の場所Aでシリコンウィスカーが多数形成される。しかし、(ii)での結果からウィスカーなど固体シリコンの形成に必要な亜鉛液滴の多くは反応器内の場所Bに滞留していると考えられる。(i)で得られたウィスカーの多くは反応器内の場所Aで生成するため、ウィスカー側面に別のシリコンが付着する頻度が極めて少ない。このため、所望の枝分かれウィスカーが得られなかったと解釈できる。逆に言えば、枝分かれウィスカーを得るためには反応器内の場所Bもうまく活用することが不可欠であり、次年度に向けた指針が得られたと考えている。
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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
ウィスカーを対象とした枝分かれウィスカーの生成を確実に進められた。原子レベルでの接合を実現する上で不可欠な知見であって、最終年度に向けて順調に進められている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度に明らかになった反応器内の「ムラ」を逆手にとって、ウィスカー/ナノワイヤー合成や、反応器サイズやガス混合を工夫し枝分かれウィスカーが生成しやすい反応場を明らかにする。これらの知見を基に、ウィスカー表面からシリコンナノワイヤーを生やす反応場を実現する。これまでにシリコンナノワイヤーの生成条件とシリコンウィスカーの生成条件は大きく異なることがわかっている。両者を満たす反応条件の検討も行う。"nanowires on whisker"を効率的に作製する条件を明らかにする。
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