2021 Fiscal Year Annual Research Report
IV族混晶結晶粒界で生じる特異なキャリア・フォノン散乱の機構解明と制御
Publicly Offered Research
| Project Area | New Materials Science on Nanoscale Structures and Functions of Crystal Defect Cores |
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| Project/Area Number |
20H05188
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
黒澤 昌志 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (40715439)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | IV族混晶 / ゲルマニウムスズ / 結晶粒界 / 散乱機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究における機能コアとは、「格子振動(フォノン)のみ散乱する結晶粒界」と定義している。本公募研究においては、最近申請者が見出した「 ゲルマニウムスズ(Ge1-xSn)薄膜中のフォノンのみ散乱する結晶粒界」に対して、正孔が結晶粒界で散乱されにくい理由、フォノン散乱に有効な粒界構造、電子に対する結晶粒界の影響の3点を明らかにすることを目的としている。本年度は、「フォノン散乱に有効な粒界構造」を明らかにすることを目指し、多結晶薄膜とエピタキシャル薄膜の2種類の試料を準備し、熱伝導率計測を行なった。
多結晶薄膜中のランダム粒界では、他の材料系と同様、フォノンが散乱され熱伝導率の大幅低減を達成したが、電気伝導率も劣化してしまった。一方、エピタキシャル薄膜中の微傾斜により形成される結晶ドメイン界面でも、フォノンが散乱される(熱伝導率が低減できる)ことが明らかとなった。不純物散乱・ウムクラップ散乱・粒界散乱の3つを考慮した熱伝導率の数値計算も実施した。実験結果と合わせこむことで、Ge1－xSnx薄膜の熱伝導率を同定可能なユニバーサルな関係式を構築することに成功した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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