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超音波によるシリコン原子空孔がもつ四極子歪み結合の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K17704
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅱ
研究機関富山県立大学 (2018)
新潟大学 (2015-2017)

研究代表者

三本 啓輔  富山県立大学, 工学部, 准教授 (50515567)

研究協力者 根本 祐一  
赤津 光洋  
後藤 輝孝  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード超音波物理 / 原子空孔 / 電気四極子 / 表面弾性波 / 強相関電子系 / 半導体物性 / 格子欠陥
研究成果の概要

半導体産業で用いられるシリコン中の原子空孔は希薄に存在し,原子空孔の電子状態は立方対称性をもつ。超音波計測により弾性定数の低温ソフト化の圧力依存性を調べることで,原子空孔の量子状態がもつ電気四極子と超音波歪みが相互作用する機構を明らかにした。また,原子空孔濃度が臨界濃度を超えると四極子歪み結合の発達により低対称に歪むことが示唆され,これは従来の電子スピン共鳴実験による結果と一致する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

シリコン原子空孔の観測とその電子状態の解明は,基礎研究のみならず産業応用も期待される重要な課題である。シリコン原子空孔軌道はCe化合物の電子状態と類似しているため,本研究は強相関物理において普遍性をもち,多極子が主役を演じる強相関物理の発展が期待される。さらに原子空孔濃度評価技術の開発が進むことでシリコンの結晶育成技術の発展につながり,超音波物理の研究成果が社会に還元されることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] ボロン添加シリコン中の原子空孔軌道の量子状態がもつ電気多極子効果2018

    • 著者名/発表者名
      三本啓輔,赤津光洋,根本祐一,後藤輝孝
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超音波計測によるリン添加シリコンの原子空孔軌道の研究2018

    • 著者名/発表者名
      古俣寿幸, 小日向智仁, 赤津光洋, 根本祐一, 後藤輝孝, 三本啓輔
    • 学会等名
      第47回 日本物理学会新潟支部例会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 応力印加によるボロン添加シリコン中の原子空孔軌道の四極子-歪み相互作用2018

    • 著者名/発表者名
      三本啓輔, 坂井隼人, 赤津光洋, 根本祐一, 後藤輝孝
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 静水圧下超音波計測によるシリコン原子空孔軌道の研究2017

    • 著者名/発表者名
      三原佳祐, 坂井隼人, 三本啓輔, 赤津光洋, 根本祐一, 後藤輝孝
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学 豊中キャンパス
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 弾性定数の低温ソフト化と磁場依存性によるシリコン原子空孔の量子状態解明2017

    • 著者名/発表者名
      根本祐一, 坂井隼人, 赤津光洋, 三本啓輔, 後藤輝孝
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 曲げ応力下でのボロン添加シリコンウェーハの原子空孔軌道の研究2017

    • 著者名/発表者名
      坂井隼人, 赤津光洋, 三本啓輔, 根本祐一, 後藤輝孝
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 表面弾性波による曲げ応力下でのシリコン原子空孔軌道の四極子-歪み相互作用の研究2017

    • 著者名/発表者名
      坂井隼人, 赤津光洋, 三本啓輔, 根本祐一, 後藤輝孝
    • 学会等名
      第46回 日本物理学会新潟支部例会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Observation of Vacancy in Crystalline Silicon by Surface Acoustic Wave Measurement2016

    • 著者名/発表者名
      K. Mitsumoto, M. Akatsu, S. Baba, R. Takasu, Y. Nemoto, T. Goto, H. Yamada-Kaneta, Y. Furumura, H. Saito, K. Kashima, Y. Saito
    • 学会等名
      BIT's 2nd Annual World Congress of Smart Materials-2016
    • 発表場所
      Grand Copthorne Waterfront Hotel, Singapore
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 一軸圧下超音波計測による産業用シリコンウェーハの原子空孔軌道の研究2016

    • 著者名/発表者名
      坂井隼人,三原佳祐,三本啓輔,赤津光洋,根本祐一,後藤輝孝
    • 学会等名
      第45回 日本物理学会 新潟支部例会
    • 発表場所
      新潟大学 五十嵐キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 静水圧下超音波計測によるシリコン原子空孔軌道の研究2016

    • 著者名/発表者名
      三原佳祐,坂井隼人,三本啓輔,赤津光洋,根本祐一,後藤輝孝
    • 学会等名
      第45回 日本物理学会 新潟支部例会
    • 発表場所
      新潟大学 五十嵐キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 超音波計測によるボロン添加CZシリコンの原子空孔濃度の決定2015

    • 著者名/発表者名
      木村駿生、岡部和樹、赤津光洋、馬場正太郎、三本啓輔、根本祐一、金田寛、後藤輝孝、斉藤広幸、鹿島一日兒、斎藤芳彦
    • 学会等名
      平成27年度 日本物理学会新潟支部 第44回例回
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス(新潟市)
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 静水圧下超音波計測による原子空孔軌道の研究2015

    • 著者名/発表者名
      三原佳祐、赤津光洋、三本啓輔、根本祐一、後藤輝孝
    • 学会等名
      平成27年度 日本物理学会新潟支部 第44回例回
    • 発表場所
      新潟大学五十嵐キャンパス(新潟市)
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 根本研究室

    • URL

      http://www.sc.niigata-u.ac.jp/nemoto/index.html

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-05-15  

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