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2013 Fiscal Year Annual Research Report

金を助触媒とした鉄シリサイド光化学ダイオード

Research Project

Project/Area Number 23560018
Research InstitutionKanagawa Industrial Technology Center

Principal Investigator

秋山 賢輔  神奈川県産業技術センター, その他部局等, 主任研究員 (70426360)

Keywords鉄シリサイド / 光化学ダイオード / 可視光
Research Abstract

光触媒は日本の研究が先進し、水や空気清浄化技術等で利用され人工光合成への期待もされるクリーン技術である。現状ではその可視光応答が課題となっている。一方、鉄(Fe)とシリコン(Si)で構成される鉄シリサイド半導体(β-FeSi2)は、良質な薄膜成長技術の飛躍的進展により、光半導体としての基礎物性の理解と発光・受光素子用の応用への研究がこの10年来わが国を中心に進められている半導体である。
本研究は鉄シリサイド半導体の禁制帯幅が0.80eVと狭いこと、光吸収係数が1eVで10E+5 /cmと大きいことに着目し金(Au)を助触媒として担持した光化学ダイオードを作製し、可視光応答可能な光触媒の実現を目指して可視光応答への可能性を調査した。
その結果、シリコン上の鉄シリサイド結晶内部の欠陥密度を飛躍的に低下させ、光励起キャリアの拡散長よりも小さな微細粒結晶の合成を実現した。その際、電子顕微鏡による粒径評価、フォトルミネッセンス発光特性による欠陥密度の評価結果をフィードバックさせることで、合成条件の最適化を行った。さらにシリコン粉末表面に鉄シリサイド微粒子を合成した試料の光触媒特性を評価した結果、可視光照射下における水の半分解に起因した水素生成が確認され、この半導体の光触媒特性が確認された。

  • Research Products

    (22 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (14 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Electrical property of (110)-oriented non-doped Mg2Si films with p-type conduction prepared by RF-magnetron sputtering method2014

    • Author(s)
      S. Ogawa, A. Katagiri, M. Matsushima, K. Akiyama, Y. Kimura, H. Uchida and H. Funakubo
    • Journal Title

      Journal of Electronic Materials

      Volume: 43 Pages: 2269-2273

    • DOI

      10.1007/s11664-014-3040-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Epitaxial growth of (010)-oriented β-FeSi2 film on Si(110) substrate2013

    • Author(s)
      K. Akiyama, H. Funakubo and M. Itakura
    • Journal Title

      Materials Research Society Symposium Proceedings

      Volume: 1493 Pages: 407-412

    • DOI

      10.1557/opl.2013.407-412

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evaluation of β-FeSi2/Si-interface using Ag-coating on Si surface2013

    • Author(s)
      K. Akiyama, S. Motomura, G. Hayashi, H. Funakubo, and M. Itakura
    • Journal Title

      Physica status solidi (c)

      Volume: 10 Pages: 1684-1687

    • DOI

      10.1002/pssc.201300331

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Epitaxial growth of Mg2Si film on strontium titanate single crystal2013

    • Author(s)
      K. Akiyama, A. Katagiri, S. Ogawa, M. Matsushima and H. Funakubo
    • Journal Title

      Physica status solidi (c)

      Volume: 10 Pages: 1688-1691

    • DOI

      10.1002/pssc.201300332

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Microstructure analysis of β-FeSi2 grown on Ag-coated Si(001) substrate2013

    • Author(s)
      S. Motomura, G. Hayashi, M. Itakura and K. Akiyama
    • Journal Title

      Physica status solidi (c)

      Volume: 10 Pages: 1815-1818

    • DOI

      10.1002/pssc.201300359

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Photoluminescence enhancement from β-FeSi2 on Ag-coated Si

    • Author(s)
      K. Akiyama, S. Motomura, K. Hayashi, H. Funakubo and M. Itakura
    • Organizer
      Asia-Pacific Conference on Green Technology with Silicides and Related Materials 2013
    • Place of Presentation
      筑波大学
  • [Presentation] Microstructure analysis of β-FeSi2 grown on Ag-coated Si(001) substrate

    • Author(s)
      S. Motomura, K. Hayashi, M. Itakura and K. Akiyama
    • Organizer
      Asia-Pacific Conference on Green Technology with Silicides and Related Materials 2013
    • Place of Presentation
      筑波大学
  • [Presentation] Epitaxial Growth of Mg2Si Films by RF Magnetron Sputtering Method

    • Author(s)
      A. Katagiri, K. Akiyama, S. Ogawa, M. Matsushima and H. Funakubo
    • Organizer
      Asia-Pacific Conference on Green Technology with Silicides and Related Materials 2013
    • Place of Presentation
      筑波大学
  • [Presentation] (110)Si基板上への鉄シリサイド薄膜のエピタキシャル成長

    • Author(s)
      秋山賢輔,高橋亮,松本佳久,舟窪浩,板倉賢
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学
  • [Presentation] Ag コートSi(100)基板上に形成したβ-FeSi2 薄膜の時間分解フォトルミネッセンス評価

    • Author(s)
      秋山賢輔, 末益崇
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学
  • [Presentation] AgコートSi基板上に成長させたβ-FeSi2薄膜の微細構造解析

    • Author(s)
      本村俊一, 林剛平, 板倉賢, 秋山賢輔
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学
  • [Presentation] スパッタ法により合成した高結晶性Mg2Si膜の電気特性

    • Author(s)
      小川正太,片桐淳生,松島正明,秋山賢輔,木村好里,内田寛,舟窪浩
    • Organizer
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      同志社大学
  • [Presentation] p-type conduction in non-doped epitaxial Mg2Si thick films prepared by RF magnetron sputtering method

    • Author(s)
      S. Ogawa, A. Katagiri, M, Matsushima, K. Akiyama, Y. Kimura, H. Uchida and H. Funakubo
    • Organizer
      Materials Research Society Fall Meetings
    • Place of Presentation
      Boston, USA
  • [Presentation] スパッタリング法によるMg2Siエピタキシャル膜の作製と熱電特性

    • Author(s)
      新井洋喜, 小川正太, 松島正明, 木村好里, 片桐淳生, 清水荘雄, 秋山賢輔, 舟窪浩
    • Organizer
      第52回セラミックス基礎科学討論会
    • Place of Presentation
      愛知県産業労働センター
  • [Presentation] Si粒子表面に形成したβ-FeSi2の光触媒効果による水素生成

    • Author(s)
      秋山賢輔, 高橋亮, 吉水暢治, 舟窪浩, 入江寛, 松本佳久
    • Organizer
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      青山学院大学
  • [Presentation] HRTEMを用いた3C-SiC/Si(001)界面における積層欠陥の解析

    • Author(s)
      石田篤志, 山﨑 順, 稲元伸, 野村優貴, 秋山賢輔, 平林康男, 田中 信
    • Organizer
      物理学会2013秋季大会
    • Place of Presentation
      徳島大学
  • [Presentation] 3C-SiC/Si (001) epitaxial interface and stacking faults clarified by aberration-corrected transmission electron microscopy

    • Author(s)
      J. Yamasaki, S. Inamoto, Y. Nomura, H. Tamaki, A. Ishida, K. Akiyama, Y. Hirabayashi and N. Tanaka
    • Organizer
      Frontiers of aberration corrected electron microscopy conference 2013
    • Place of Presentation
      Kasteel Vaalsbroek, オランダ
  • [Presentation] Si (001)基板上3C-SiCエピタキシャル薄膜における積層欠陥発生プロセスの収差補正TEM解析

    • Author(s)
      石田篤志, 山﨑篤志, 山﨑順, 稲元伸, 野村優貴, 秋山賢輔, 平林康男, 田中 信夫
    • Organizer
      物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学
  • [Presentation] Growth of epitaxial Mg2Si thick films by RF sputtering method and their thermoelectric property

    • Author(s)
      S. Ogawa, A. Katagiri, M. Matsushima, K. Akiyama, H. Uchidaand H. Funakubo
    • Organizer
      The 32nd International conference on Thermoelectrics
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
  • [Book] シリサイド系半導体の科学と技術2014

    • Author(s)
      前田佳均編著 秋山賢輔(他14名)
    • Total Pages
      325
    • Publisher
      裳華房
  • [Remarks] 神奈川県産業技術センター

    • URL

      http://www.kanagawa-iri.go.jp/researchresults.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 鉄シリサイド半導体、鉄シリサイド半導体薄膜の製造方法、並びに発光素子及び受光素子2014

    • Inventor(s)
      秋山賢輔, 松本佳久, 高橋 亮, 長沼康弘
    • Industrial Property Rights Holder
      神奈川県
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2014-28804
    • Filing Date
      2014-02-18

URL: 

Published: 2015-05-28  

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