ラマン分光オペランド測定による極微細熱電発電Ｓｉナノワイヤデバイスの熱伝導率評価
| Project/Area Number |
17J08240
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Electronic materials/Electric materials
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| Research Institution | Meiji University |
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| Research Fellow |
横川 凌 明治大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥100,000 (Direct Cost: ¥100,000)
Fiscal Year 2018: ¥100,000 (Direct Cost: ¥100,000)
Fiscal Year 2017: ¥100,000 (Direct Cost: ¥100,000)
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| Keywords | ラマン分光法 / Siナノワイヤ / 熱電発電デバイス / SiO2 / ストークス・アンチストークスラマン散乱 / 分子動力学法(MD) |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は極微細熱電発電Siナノワイヤデバイスにおける極微小領域の温度分布評価実現のため、ラマン分光オペランド測定に取り組み、測定条件およびデバイスデザイン最適化を試みた。試料に局所的な温度勾配を形成することを目的として作製した温調プローバを顕微ラマン分光器に搭載することで、ラマン測定で得られる格子振動(フォノン)のエネルギー情報を元に、熱電発電Siナノワイヤデバイスの温度測定が可能かを検討した。また、Siナノワイヤに対する入射光の侵入長を抑えるため、UV励起光源を選択した。
ラマン分光オペランド測定を実施した結果、温調プローバの温度上昇に伴い、熱電発電Siナノワイヤデバイス内のSiナノワイヤに関するラマンシフト(光学フォノンモード)が徐々に低波数側へシフトすることが確認された。また、過去の文献で報告されているSiのラマンシフトと温度の関係式を用いて、Siナノワイヤの温度を算出した結果、温調プローバから誘起される熱が適切にSiナノワイヤ部分へ伝わっていることが明らかになった。更にSiナノワイヤの場所依存性も評価し、温調プローバから離れている箇所では熱伝導が遅延することを示した。
しかしながら、ある一定時間を過ぎると、試料全体が温まり局所的な温度勾配ができていないことも同時に明らかになった。この点に関しては、冷却試料ステージを導入することで改善できると考えている。本研究課題で得られた知見を元に、今後更なるラマン分光オペランド測定の高精度化が期待される。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(87 results)
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[Journal Article] Evaluations of minority carrier lifetime in floating zone Si affected by Si insulated gate bipolar transistor processes2019
Author(s)
Kobayashi Hiroto, Yokogawa Ryo, Kinoshita Kosuke, Numasawa Yohichiroh, Ogura Atsushi, Nishizawa Shin-ichi, Saraya Takuya, Ito Kazuo, Takakura Toshihiko, Suzuki Shin-ichi, Fukui Munetoshi, Takeuchi Kiyoshi, Hiramoto Toshiro
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Journal Title
Japanese Journal of Applied Physics
Volume: 58
Issue: SB
Pages: SBBD07-SBBD07
DOI
NAID
ISSN
0021-4922, 1347-4065
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Peer Reviewed
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[Journal Article] Miniaturized planar Si-nanowire micro-thermoelectric generator using exuded thermal field for power generation2018
Author(s)
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Journal Title
Science and Technology of Advanced Materials
Volume: 未定
Pages: 443-453
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 単結晶Si太陽電池の薄型化へ向けたスライスダメージ評価2020
Author(s)
原豊, 横川凌, 大西康平, 神岡武文, 中村京太郎, 大下祥雄, 河津知之, 長井俊樹, 山田昇, 宮下幸雄, 小椋厚志
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[Presentation] 薄型フレキシブルSi太陽電池へ向けたスライスダメージ評価2019
Author(s)
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Author(s)
Noboru Yamada, Kohei Onishi, Ryo Yokogawa, Tappei Nishihara, Takefumi Kamioka, Kyotaro Nakamura, Tomoyuki Kawatsu, Toshiki Nagai, Yuya Kotake, Yukio Miyashita, Yoshio Ohshita, Atsushi Ogura
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Author(s)
Kohei Onishi, Ryo Yokogawa, Tappei Nishihara, Takefumi Kamioka, Kyotaro Nakamura, Yoshio Oshita, Tomoyuki Kawatsu, Toshiki Nagai, Noboru Yamada, Yukio Miyashita, Atsushi Ogura
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[Presentation] Ultra-Thin Lightweight Bendable Crystalline Si Solar Cells for Solar Vehicles2019
Author(s)
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[Presentation] C及びGeイオン注入後にレーザーアニールを施したSiGe薄膜の歪評価2018
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H. Kobayashi, R. Yokogawa, K. Kinoshita, Y. Numasawa, A. Ogura, S. Nishizawa, T. Saraya, K. Ito, T. Takakura, S. Suzuki, M. Fukui, K. Takeuchi, and T. Hiramoto
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H. Kobayashi, R. Yokogawa, K. Kinoshita, Y. Numasawa, A. Ogura, S. Nishizawa, T. Saraya, K. Ito, T. Takakura, S. Suzuki, M. Fukui, K. Takeuchi, and T. Hiramoto
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