2022 Fiscal Year Research-status Report
Fabrication and evaluation of unexplored metastable phases using anomalous diffusion
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22K04203
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| Research Institution | Sophia University |
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Principal Investigator |
中岡 俊裕 上智大学, 理工学部, 教授 (20345143)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 準安定相 / 直方晶テルル化銀 / パワーファクタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は申請書の計画スケジュールに沿って、直方晶AgTe成長条件の確立、埋め込み層の分離、物性評価を実施した。
様々な手法にて直方晶AgTe作成に調整し、結晶相同定は電子線回折によっておこなった。結果として、大きく分けて2つの方法で作成に成功した。1つは、Agの微粒子をシードとするもので、Teのスパッタリングにより配向性の高い直方晶AgTe作成を確認できた。2つめはAg:Teを1：1に調整したターゲットによるスパッタリングによるもので、立方晶Ag5Te3が混在するものの、より大量に作成できた。
埋め込み層の除去は真空下の熱アニールにより概ね達成した。190℃アニールにより、Teマトリックスが昇華したことを、TEMおよびX線回折測定により確認した。TEMでは埋め込み層であるアモルファスTeが除去され、1つめの手法では、直方晶AgTeの柱状構造が2つめの手法では、表面積の多い凸凹状が観測された。電子線回折では、本温度アニールでは、直方晶AgTeに加えて六方晶Ag5Te3が観測された。これは直方晶AgTeは準安定相であるので、5AgTe->Ag5Te3+2Teと熱分解が生じたためと考えられる。190度近傍が転移温度と考えられるので、物性評価は主に170℃でアニールした素子にて行った。
物性評価としては、研究協力者の協力を得て、熱電特性評価を行い、パワーファクタの測定に成功した。また、ホール測定を行い、直方晶AgTeはｎ型であり、本作成手法によりキャリア濃度は10^15/cm^3程度であることがわかった。直方晶AgTeにおける初めてのキャリアタイプ同定になる。
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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
本年度は直方晶AgTe成長条件の確立、埋め込み層の分離、物性評価を予定通り実施した。ほぼ申請書に記載した研究スケジュール通りであり、順調と判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在の課題は、埋め込み層の分離が完全ではないことであり、今後これに取り組む。当初の計画でも2023年度引き続き実施予定の内容である。170℃アニール素子にはTeが残存しており、パワーファクタはまだ完全には直方晶AgTeの値を反映していない。一方、完全にTeを除去できる190℃アニールでは、準安定相AgTeの一部がAg5Te3へ転移していた。昇温レート、降温レートを含めた精緻な熱アニール条件の探索が必要でありこれに取り組む。また、結晶サイズの増大、物性評価に引き続き取り組み、平行して他の準安定相作成にも着手する予定である。
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