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Luminescent and electrically conductive nano-silicon for optoelectronics and photovoltaics

研究課題

研究課題/領域番号 16K04898
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

Bernard Gelloz  名古屋大学, 工学研究科(国際), その他 (40343157)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016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Silicon / nanocrystals / porous silicon / ナノ結晶材料 / シリコン
研究成果の概要

・ポーラスシリコン(PS)の光学定数における新たなin-situ測定方法を開発した.本方法により,すべての多孔率におけるPS光学定数測定に初めて成功した;様々なHF溶液濃度におけるシリコン層の溶解速度測定ができた;PSの光溶解現象観測および解析モデルの確立ができた.
・高量子収率61%(世界記録である)のSi/SiO2ナノ粒子の作成に成功した.1-ヘキセンを用いた気相化学修飾法の開発により,PS表面のSi-H結合をより安定なSi-C結合に置換することができた.この方法は低コストで気圧制御が簡単にできるため液相化学修飾法効率的である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

・ポーラスシリコン(PS)ナノ構造における化学・光溶解現象の観測及び解析は,シリコンナノテクノロジー分野で非常に重要な基礎研究である.これらの現象の解釈モデルの確立によりPS層のより正確な作成が制御可能となる.
・世界的な高量子効率記録を示すシリコンナノ結晶は,太陽電池やバイオマーカ分野に応用できる.これらの分野への応用は現在の我々の主な挑戦である.気相化学修飾法による安定したPS発光層の作成は,より簡便なプロセスの実現を可能とした.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 14件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Si/SiO2 Core/Shell Luminescent Silicon Nanocrystals and Porous Silicon Powders With High Quantum Yield, Long Lifetime, and Good Stability2019

    • 著者名/発表者名
      Gelloz Bernard、Juangsa Firman Bagja、Nozaki Tomohiro、Asaka Koji、Koshida Nobuyoshi、Jin Lianhua
    • 雑誌名

      Frontiers in Physics

      巻: 7 ページ: 1-7

    • DOI

      10.3389/fphy.2019.00047

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Photoetching of Porous Silicon Nanostructures in Hydrofluoric Acid Using Monochromatic Light2018

    • 著者名/発表者名
      Gelloz B.、Fuwa H.、Kondoh E.、Jin L.
    • 雑誌名

      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      巻: 7 号: 12 ページ: P730-P735

    • DOI

      10.1149/2.0121812jss

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of diameter of cylindrical openings using a disk beam probe2018

    • 著者名/発表者名
      Jin Lianhua、Miyatsu Nobuto、Kondoh Eiichi、Gelloz Bernard、Kanazawa Naobumi、Yoshizawa Toru
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 25 号: 6 ページ: 656-662

    • DOI

      10.1007/s10043-018-0459-7

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of high Fe doping on Raman modes and optical properties of hydrothermally prepared SnO 2 nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Ben Haj Othmen Walid、Sieber Brigitte、Elhouichet Habib、Addad Ahmed、Gelloz Bernard、Moreau Myriam、Szunerits Sabine、Boukherroub Rabah
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 77 ページ: 31-39

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2017.12.014

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] (Invited) Photo-Assisted Etching of Porous Silicon Nanostructures in Hydrofluoric Acid Using Monochromatic Light2018

    • 著者名/発表者名
      Gelloz Bernard、Fuwa Hiroki、Kondoh Eiichi、Jin Lianhua
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 86 号: 1 ページ: 71-81

    • DOI

      10.1149/08601.0071ecst

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Polarization characteristics of diffraction scattering from metal rough surface2017

    • 著者名/発表者名
      L. Jin, T. Takaguchi, E. Kondoh and B. Gelloz
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 421 ページ: 565-570

    • DOI

      10.1016/j.apsusc.2016.10.142

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Extracting calibrated parameters from imaging ellipsometric measurement2017

    • 著者名/発表者名
      L. Jin, T. Tanaka, E. Kondoh, B. Gelloz, and M. Uehara
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 11 ページ: 116602-116602

    • DOI

      10.7567/jjap.56.116602

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigation of spectroscopic properties of Sm-Eu codoped phosphate glasses2017

    • 著者名/発表者名
      A. Langar, C. Bouzidi, H. Elhouichet, B. Gelloz, and M. Ferid
    • 雑誌名

      Displays

      巻: 48 ページ: 61-67

    • DOI

      10.1016/j.displa.2017.03.004

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rotatable Offner imaging system for ellipsometric measurement2017

    • 著者名/発表者名
      L. Jin, T. Tanaka, E. Kondoh, B. Gelloz, K. Sano, I. Fujio, Y. Kajiyama, and M. Uehara
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Instrum.

      巻: 88 号: 1 ページ: R1-R6

    • DOI

      10.1149/2.0321612jss

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Rotatable Offner imaging system for ellipsometric measurement2017

    • 著者名/発表者名
      L. Jin, T. Takumi, E. Kondoh and B. Gelloz, K. Sano, I. Fujio, Y. Kajiyama and M. Uehara
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 88 号: 1

    • DOI

      10.1063/1.4973778

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Extraction of polarization properties of the individual components of a layered system by using spectroscopic Mueller matrix analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Lianhua Jin Daichi Kobayashi Eiichi Kondoh Hiroyuki Kowa Bernard Gelloz
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 24 号: 9 ページ: 9757-9765

    • DOI

      10.1364/oe.24.009757

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Iron addition induced tunable band gap and tetravalent Fe ion in hydrothermally prepared SnO2 nanocrystals: Application in photocatalysis2016

    • 著者名/発表者名
      W. B. Othmen, B. Sieber, C. Cordier, H. Elhouichet, A. Addad, B. Gelloz, M. Moreau, A. Barras, M. Ferid and R. Boukherroub
    • 雑誌名

      Materials Research Bulletin

      巻: 83 ページ: 481-490

    • DOI

      10.1016/j.materresbull.2016.06.041

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Growth of silver nanoparticles stimulate spectroscopic properties of Er3+ doped phosphate glasses: Heat treatment effect2016

    • 著者名/発表者名
      I. Soltani, S. Hraiech, K. Horchani-Naiferh, H. Elhouichet, B. Gelloz, and M. Ferid
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 686 ページ: 556-563

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2016.06.027

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Porous Silicon Dissolution Monitoring and Optical Constants Measurement using in situ Photoconduction in HF2016

    • 著者名/発表者名
      B. Gelloz, K. Ichimura, H. Fuwa, E. Kondoh and L. Kin
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 75 号: 1 ページ: 63-75

    • DOI

      10.1149/07501.0063ecst

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 1-ヘキセン分子を用いたポーラスシリコンの圧力制御ヒドロシリル化と発光安定性2019

    • 著者名/発表者名
      入山 拓未,金 蓮花,近藤 英一,ジェローズ ベルナール
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イメージングエリプソメトリーによるポーラスシリコンの光学定数測定2019

    • 著者名/発表者名
      秋山 泰輝,飯塚 祐基,金 蓮花,近藤 英一,ジェローズ ベルナール
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 位相子回転型イメージングエリプソメータのデータ処理2019

    • 著者名/発表者名
      飯塚 祐基,金 蓮花,近藤 英一,ジェローズ ベルナール,上原 誠
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イメージングエリプソメトリーによるナノ結晶シリコンの製作評価2018

    • 著者名/発表者名
      秋山 泰輝,飯塚 祐基,金 蓮花,近藤 英一,ジェローズ ベルナール
    • 学会等名
      第三回フォトニクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Dimensional measurement of internal profile using the optical caliper2018

    • 著者名/発表者名
      L. Jin, N. Miyatsu, E. Kondoh, B. Gelloz, N. Kanazawa, and T. Yoshizawa
    • 学会等名
      SPIE/COS Photonics Asia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Extraction of properties of individual component for the retarder - linear diattenuator - retarder system and its application2018

    • 著者名/発表者名
      L. Jin, E. Kondoh, H. Kowa, B. Gelloz
    • 学会等名
      SPIE/COS Photonics Asia
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-Assisted Etching of Porous Silicon Nanostructures in Hydrofluoric Acid using Monochromatic Light2018

    • 著者名/発表者名
      B. Gelloz, H. Fuwa, E. Kondoh, and L. Jin
    • 学会等名
      ECS Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanogap/pore fill with wide bandgap material using supercritical fluids aiming at realizing p-Si based LEDs2018

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Kondoh, Yuichiro Yamamoto, Bernard Gelloz, Lianhua Jin
    • 学会等名
      The International Symposium on Inorganic and Environmental Materials 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stable Luminescent Silicon Nanocrystals and Porous Silicon Powders with Very High Quantum Yield Passivated by High-pressure Water Vapor Annealing2018

    • 著者名/発表者名
      B. Gelloz, F. B. Juangsa, T. Nozaki, K. Asaka, N. Koshida and L. Jin
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PBSキューブにおける各層の性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      金 蓮花,近藤 英一,高和 宏行,Bernard Gelloz
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 光伝導を利用したHF溶液中でのポーラスシリコンナノ構造のフォトエッチング観測2018

    • 著者名/発表者名
      Bernard Gelloz, 不破 弘樹,近藤 英一,金 蓮花
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ポーラスシリコン上のAl:ZnO透明導電膜厚の最適条件の選定2018

    • 著者名/発表者名
      秋山 泰輝,村松 紘児,金 蓮花,近藤 英一,Bernard Gelloz
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Porosity Dependence of the Absorption Coefficient and Quantum Confinement of Porous Silicon Nanostructures in HF Solutions2017

    • 著者名/発表者名
      B. Gelloz, H. Fuwa, T. Harimoto, E. Kondoh and L. Jin
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      PACIFICO Yokohama
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Photo-Assisted Dissolution of Porous Silicon Nanostructures in HF Solutions Monitored by Photoconduction2017

    • 著者名/発表者名
      Bernard Gelloz, Hiroki Fuwa, Eiichi Kondoh and Lianhua Jin
    • 学会等名
      第78回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Porous Silicon Dissolution Monitoring and Optical Constants Measurement using in situ Photoconduction in HF2016

    • 著者名/発表者名
      B. Gelloz, K. Ichimura, H. Fuwa, E. Kondoh, and L. Jin
    • 学会等名
      ECS Fall Meeting
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2016-10-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical Absorption of Porous Silicon during Dissolution in HF Investigated by Photoconduction2016

    • 著者名/発表者名
      B. Gelloz, K. Ichimura, E. Kondoh, and L. Jin
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Luminescent Properties of Porous Silicon: Chapter 7 in “Porous Silicon From Formation to Application Volume 12016

    • 著者名/発表者名
      B. Gelloz
    • 総ページ数
      30
    • 出版者
      CRC Press Taylor&Francis Group
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Electroluminescence Devices (LED): Chapter 1 in “Porous Silicon From Formation to Application Volume 32016

    • 著者名/発表者名
      B. Gelloz
    • 総ページ数
      32
    • 出版者
      CRC Press Taylor&Francis Group
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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