2016 Fiscal Year Annual Research Report
Morphological and structural control of nanostructures by simple thermal treatment and its application to thermoelectric power generation
Project/Area Number |
26420270
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Research Institution | Shizuoka University |
Principal Investigator |
立岡 浩一 静岡大学, 工学部, 教授 (40197380)
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Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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Keywords | シリサイド / 化学気相成長法 / 結晶成長 / ナノワイヤ / ナノシート / ナノ構造制御 / 熱電素子 / 自然エネルギー |
Outline of Annual Research Achievements |
Si基板上にHF/AgNO3を用いてSiアレイを作製した.HF/AgNO3比,濃度,処理時間,溶液の容量を変化させ最も長いSiアレイが作製される条件を見出した.さらにそれをMg蒸気下にて熱処理を行う事によりMg2Siワイヤ束を作製した.このMg2Siワイヤ束のホール効果による電気特性評価,ゼーベック効果測定を行うとともに勘弁な一極の熱電素子を試作した. CaSi2よりCrCl2,FeCl2, FeCl3やNH4Clを用いてCaを脱離する事によりSiナノシートを作製した.また金属原子の脱離のためフィチン酸,クエン酸,リンゴ酸の酸性溶液を用いた.生成したSiナノシート束のラマンスペクトルはバルクSiのそれとは異なる特性を示し何らかの構造緩和が起こっている事が示された.また,カソードルミネッセンス,フーリエ変換型赤外分光 (FTIR),X線光電分光法(XPS)によりナノ構造の表面状態を評価した.Ca原子の脱離の作用,効率の違いによりFTIRスペクトルに違いが生じた.処理方法により表面状態を改変できる事を示唆している. またテンプレートとして用いるシリサイドとしてCaSi2の他にMg2Si, SrSi2, BaSi2を用いSi系ナノシートを作製した.異なるSi骨格を有するシリサイドを用いる事によりCaSi2の場合とは異なるモルフォロジーを有するSi系ナノシート束を得た.作製したナノ構造それぞれの,ホトルミネッセンスを測定しバンドル化による量子効果を検証した.これよりSiナノシートはより薄い厚さ1~2nm程度のSi層からなる超格子構造を有する事が示唆された.またこのSiナノシートにMoを添加しh-MoSi2シート束も作製した.適切な成長環境とソース,テンプレートの選択によりSi系ナノワイヤ,ナノシートの結晶構造,組成,モルフォロジーを制御する簡易な成長プロセスを構築した.
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Remarks |
解説記事2件, Si系ナノシート束からなる粉末の作製 立岡浩一,佐々木謙太, 中山誠,引地啓太,熊澤佑貴,孟祥,袁佩玲 工業材料 『高機能セラミックスと粉体技術の最新潮流をさぐる』 Si系ナノワイヤおよびナノシートの形状制御 立岡浩一,佐々木謙太, 中山誠,引地啓太,熊澤佑貴,孟祥,袁佩玲 ケミカルエンジニアリング 特集/新規なナノシート研究と応用
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[Journal Article] Synthesis of flower-like Si nanostructures on Si substrates2017
Author(s)
Peiling Yuan, Ryo Tamaki, Hiroaki Suzuki, Kenta Sasaki, Makoto Nakayama, Yuya Saito, Shinya Kusazaki, Yuki Kumazawa, Xiang Meng, Nazmul Ahsan, Yoshitaka Okada and Hirokazu Tatsuoka
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Journal Title
Jpn. J. Appl. Phys.
Volume: 56
Pages: 05DE05
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Vertical gradient solution growth of N-type Si0.73Ge0.27 bulk crystals with homogeneous composition and its thermoelectric properties2016
Author(s)
M. Omprakash, M. Arivanandhan, M. Sabarinathan, T. Koyama, Y. Momose, H. Ikeda, H. Tatsuoka, D.K. Aswal, S. Bhattacharya, Y. Inatomi, Y. Hayakawa
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Journal Title
Journal of Crystal Growth
Volume: 442
Pages: 102-109
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Evolutionary Shape Modification of Semiconductor Nanostructures2017
Author(s)
Yuan, P, Saito, Y, Kusazaki, S, Kumazawa Y, Atsumi N, Tatsuoka H
Organizer
International Conference on Energy Materials and Nanotechnology (ICEM3-2017)
Place of Presentation
Zhengzhou University, Zhengzhou, Henan, China
Year and Date
2017-04-14 – 2017-04-16
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Synthesis of Si-based nanowires on insulating substrates2016
Author(s)
Yuya Saito, Hiroaki Suzuki, Xiang Meng, Shinya Kusazaki, Hirokazu Tatsuoka
Organizer
Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicides and Related Materials Science and Technology Towards Sustainable Electronics ( APAC Silicide 2016 )
Place of Presentation
Nishijin Plaza, Kyushu University, Fukuoka, Fukuoka
Year and Date
2016-07-16 – 2016-07-18
Int'l Joint Research
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[Presentation] Synthesis of Mn-based Nanostructures on Mn Substrates2016
Author(s)
Shinya Kusazaki, Hiroaki Suzuki, Xiang Meng, Yuya Saito, Hirokazu Tatsuoka
Organizer
Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicides and Related Materials Science and Technology Towards Sustainable Electronics ( APAC Silicide 2016 )
Place of Presentation
Nishijin Plaza, Kyushu University, Fukuoka, Fukuoka
Year and Date
2016-07-16 – 2016-07-18
Int'l Joint Research
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[Presentation] Synthesis of Flower-like Si Nanostructures on Si Substrates2016
Author(s)
H. Suzuki, P. Yuan, X. Meng, Y. Saito, K. Sasaki, R. Tamaki, H. Tatsuoka, N. Ahsan and Y. Okada
Organizer
Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicides and Related Materials Science and Technology Towards Sustainable Electronics ( APAC Silicide 2016 )
Place of Presentation
Nishijin Plaza, Kyushu University, Fukuoka, Fukuoka
Year and Date
2016-07-16 – 2016-07-18
Int'l Joint Research
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