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IV族クラスレート膜の新規合成方法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K21072
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 電子・電気材料工学
無機材料・物性
研究機関岐阜大学

研究代表者

大橋 史隆  岐阜大学, 工学部, 助教 (20613087)

研究協力者 久米 徹二  
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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードクラスレート / 膜状合成 / シリコン / ゲルマニウム / 光透過スペクトル / 合成 / 薄膜 / 光透過測定 / Hall効果測定 / IV族 / 合成技術 / 結晶成長
研究成果の概要

II型IV族クラスレートは、金属原子を内包可能なIV族原子のかご状構造を持ち、新規IV族系半導体として期待できる。これまで困難であった薄膜化を目指し、前駆体膜の合成に必要な、Na蒸気とIV族基板の反応過程の制御および、前駆体からクラスレート膜作製時の熱処理条件を変更し、合成膜の結晶構造の制御を試みた。また、それらの膜の詳細な物性評価に必要な技術として、透明基板であるサファイア基板上への合成も試みた。得られた膜をもとに光学的および電気的物性評価を行い、半導体膜としての評価および応用の基礎的技術を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

IV族系半導体は毒性が低く、とりわけSiは比較的安価であることから、親環境材料として知られている。その新たな結晶構造として、II型クラスレートがある。これまでのダイヤモンド構造とは異なり、直接遷移型であり、バンドギャップが大きくなることが知られていることから、その応用が期待できる。本研究ではこれまで困難であったII型クラスレートの膜状合成技術と、評価技術を確立したことから、新規半導体材料としての応用に対し、重要な知見が得られたと考えられる。

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

    (13件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Cross-sectional transmission electron microscope observation of Si clathrate thin films grown on Si(111) substrates2017

    • 著者名/発表者名
      3.Kentaro Sakai, Hirotaka Takeshita, Tomohiro Haraguchi, Hidetoshi Suzuki, Fumitaka Ohashi, Tetsuji Kume, Atsuhiko Fukuyama, Shuichi Nonomura, Tetsuo Ikari
    • 雑誌名

      Thin Solid films

      巻: 621 ページ: 32-35

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2016.11.019

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Group IV clathrates for photovoltaic application2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuji Kume, Fumitaka Ohashi, Shuichi Nonomura
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Progress Review

      巻: 56

    • NAID

      210000147753

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] II型SiGeクラスレートの合成と構造評価2019

    • 著者名/発表者名
      久松 大峰、山田 邦彦、Jha Himanshu S.、大橋 史隆、久米 徹二
    • 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] 紫外から赤外領域におけるII型Geクラスレート膜の光吸収スペクトル2018

    • 著者名/発表者名
      前田 拓磨、ジャ ヒマンシュ、大橋 史隆、久米 徹二、野々村 修一
    • 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] Growth of Type II Germanium Clathrate NaxGe136 Thin Films on Sapphire Substrates2018

    • 著者名/発表者名
      Himanshu Shekhar Jha, N. Sugii, F. Ohashi, T. Kume, T. Mukai, T. Ban, S. Nonomura
    • 学会等名
      The 65th JSAP spring meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] GROWTH OF TYPE II GERMANIUM CLATHRATE ON SAPPHIRE SUBSTRATES2017

    • 著者名/発表者名
      Nanto Sugii, Fumitaka Ohashi, Tetsuji Kume, Himanshu Shekhar Jha, Tetsuya Mukai, Hideya Makino, Kansei Suzuki, Shuichi Nonomura
    • 学会等名
      The 27th edition of the International Photovoltaic Science and Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] II型Siクラスレート膜の表面自然酸化過程2017

    • 著者名/発表者名
      浅野 友紀, 浦野 和俊, 大橋 史隆, 久米 徹二, 伴 隆幸, 野々村 修一
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲストフリーⅡ型Geクラスレート膜の合成Ⅱ2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木 渉太、久米 徹二、境 健太郎、Himanshu S Jha、大橋 史隆、野々村 修一、福山 敦彦
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] NaxSi136膜のデバイス化に向けた表面酸化膜形成過程と金属電極との接合特性の評価2017

    • 著者名/発表者名
      9.伊藤榛悟, 浅野友紀, 阪上真史, 浦野和俊, 富士岡友也, 大橋史隆, 久米徹二, 伴隆幸, 野々村修一
    • 学会等名
      第14回「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 透明基板上に合成したNa内包II型Geクラスレート膜の光吸収2017

    • 著者名/発表者名
      2.杉井 南斗, 大橋 史隆, 久米 徹二, ヒマンシュ シャカール ジャ, 向井 哲也, 鈴木 渉太, 牧野 秀哉, 野々村 修一
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川, パシフィコ横浜
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Si クラスレート薄膜の新しい合成法:NaSi の溶融による前駆体膜作製2016

    • 著者名/発表者名
      阪上 真史, 伊藤 榛悟, 富士岡 友也, 大橋 史隆, 伴 隆幸, 久米 徹二, 野々村 修一
    • 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, 朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Na内包II型Geクラスレート膜の膜質向上における作製条件の探索2016

    • 著者名/発表者名
      向井 哲也, 杉井 南斗, 大橋 史隆, 久米 徹二, シャカール ジャ ヒマンシュ, 野々村 修一
    • 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, 朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] IV族クラスレート膜の表面状態2016

    • 著者名/発表者名
      大橋 史隆, 浦野 和俊, 向井 哲也, 浅野 友紀, 杉井 南斗, 上坂 拓, 久米 徹二, 伴 隆幸, 野々村 修一
    • 学会等名
      第13回 「次世代の太陽光発電システム」シンポジウム
    • 発表場所
      長岡, アオーレ長岡
    • 年月日
      2016-05-19
    • 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: 2023-03-23  

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