2014 Fiscal Year Annual Research Report
シリコンナノ結晶への不純物ドーピングによる新機能性材料の創成
| Project/Area Number |
23310077
|
|---|
| Research Institution | Kobe University |
|---|
Principal Investigator |
藤井 稔 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00273798)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今北 健二 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50598430)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
|
| Keywords | 半導体ナノ結晶 / ドーピング / コロイド / クラスター / 非線形光学応答 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、シリコン（Si）のナノ結晶に極少数の不純物をドーピングすることにより、不純物制御と量子サイズ効果を組み合わせてSi結晶が本来持たない機能を実現しようとするものである。以下に本年度の成果を記す。
1）ホウ素とリンを同時ドーピングしたSiナノ結晶は有機分子表面修飾無しで高い極性溶媒分散性を示す。この全無機極性溶媒分散性Siナノ結晶は電子デバイスのみならずバイオ分野においても応用が期待できる。本年度はこの材料について重点的に研究を行った。1-a）詳細な物性評価により、ナノ結晶表面に高濃度にホウ素とリンがドーピングされた層が形成されており、その層が負の表面電位を誘起することにより、極性溶媒分散性が発現していることを明らかにした。1-b) 産業応用のためには、ナノ結晶を大量に生成する技術が必要である。hydrogen silsesquioxaneを原料とする同時ドープSiナノ結晶の新しい大量生成方法を開発した。1-c) 可視～近赤外領域におけるSiナノ結晶の光吸収断面積を増大させることを目的に、シリコンゲルマニウム混晶ナノ結晶を開発した。
２）昨年度に引き続きSi系ナノ材料の非線形光学応答について研究を行った。2-a) 圧縮歪を導入したSiナノ結晶の3次非線形光学応答について研究を行い、格子歪の増加により非線形屈性率が増加し2光子吸収係数が減少する傾向を見出した。この結果は、歪制御がSiナノ結晶材料の非線形光学応答の制御に有望であることを示している。2-b) Siを過剰に導入したSi窒化膜の2次高調波発生(SHG)について研究を行い、SHG強度が過剰Si量に強く依存することを見出した。また、Siクラスターが2次高調波発生の起源であることを示した。
|
| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
|
