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価電子制御シリコン量子ドットのドット間結合制御による熱起電力創出

研究課題

研究課題/領域番号 17K18877
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 電気電子工学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

牧原 克典  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90553561)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードSi量子ドット
研究成果の概要

n-Si(100)基板上に高密度形成したSi量子ドット6層集積構造において、Au極薄上部電極形成後、硬X線光電子分光を用いて、電圧印加時のSi量子ドット多重集積構造における電界分布を調べた結果、Si酸化膜成分およびSi基板とSi量子ドットに起因するSi-Si結合成分は、電圧印加の増加に伴い低エネルギー側へシフトし、半値幅が増大することに加え、Si-Si成分が非対称なスペクトル形状になることが分かった。また、得られたスペクトルは、印加電圧-6VではSi量子ドット6層およびSi基板の7成分で分離することができ、隣接する成分間のシフト量は、上層のドットほど増加することが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、これまでに申請者が独自考案してきたプロセス技術を先鋭化させ、均一サイズのSi 量子ドットを高密度形成するとともに、注入電子の量子準位間における熱励起ポンピングを促進させるでSi-ULSI で発生する熱を高効率で電力に変換するSi 系熱電変換材料を新たに創出することを意図した、これまでに実施・報告例のない研究である。本研究によって得られた成果は、これまでSi-ULSI で未利用であった廃熱を活用する新規デバイス開発に繋がると期待できる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Evaluation of the potential distribution in a multiple stacked Si quantum dots structure by hard X-ray photoelectron spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Yuto Futamura, Yuta Nakashima, Akio Ohta, Mitsuhisa Ikeda, Katsunori Makihara and Seiichi Miyazaki
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 58 号: SA ページ: SAAE01-SAAE01

    • DOI

      10.7567/1347-4065/aaeb38

    • NAID

      210000135209

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of Phosphorus Doping to Multiple-Stacked Si Quantum Dots on Electron Emission Properties2017

    • 著者名/発表者名
      D. Takeuchi, K. Makihara, A. Ohta, M. Ikeda, S. Miyazaki
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 70 ページ: 183-187

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Electron Field Emission from MultiplyStacked Structures consisting of Ge-Core Si Quantum Dots and Si Quantum Dots2019

    • 著者名/発表者名
      Yuto Futamura, Katsunori Makihara, Akio Ohta, Mitsuhisa Ikeda and Seiichi Miyazaki
    • 学会等名
      11th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials/12th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GeコアSi 量子ドット/Si 量子ドット多重連結構造から の電界電子放出特性および電子放出エネルギー評価2019

    • 著者名/発表者名
      二村湧斗、牧原克典、大田晃生、池田弥央、宮崎誠一
    • 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] Si量子ドット多重連結構造からの電界電子放出特性 -積層数依存性2019

    • 著者名/発表者名
      竹本竜也, 二村湧斗、牧原克典、大田晃生、池田弥央、宮崎誠一
    • 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] Characterization of Electron Field Emission from Multiple-Stacked Ge Core Si-QDs2018

    • 著者名/発表者名
      Yuto Futamura, Katsunori Makihara, Akio Ohta, Mitsuhisa Ikeda and Seiichi Miyazaki
    • 学会等名
      12th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of Electron Field Emission from Multiple-Stacking Si Quantum Dots with Ge Core2018

    • 著者名/発表者名
      Yuto Futamura, Katsunori Makihara, Akio Ohta, Mitsuhisa Ikeda, and Seiichi Miyazaki
    • 学会等名
      2018 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Si-Geナノ構造制御で展開する電子デバイス開発2018

    • 著者名/発表者名
      牧原克典、宮崎誠一
    • 学会等名
      2018年日本表面真空学会中部支部研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ構造制御で展開する電子デバイス開発と機能進化・高度化への挑戦2018

    • 著者名/発表者名
      牧原克典、宮崎誠一
    • 学会等名
      第3回ニューフロンティアリサーチワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] GeコアSi量子トドット/Si量子トドット多重集積構造からの電界電子放出2018

    • 著者名/発表者名
      二村湧斗、牧原克典、大田晃生、池田弥央、宮崎誠一
    • 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] GeコアSi量子ドット/Si量子ドット多重集積構造からの弾道電子放出2018

    • 著者名/発表者名
      二村湧斗、牧原克典、大田晃生、池田弥央、宮崎誠一
    • 学会等名
      応用物理学会SC東海地区学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Operand Study of Multiple Stacked Si Quantum Dots by Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakashima, K. Makihara, M. Ikeda, A. Ohta, and S. Miyazaki
    • 学会等名
      10th Anniversary International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials/11th International Conference on Plasma-Nano Technology & Science
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Potential Distribution in Multiple Stacked Si Quantum Dots Structure by Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Nakashima, D. Takeuchi, K. Makihara, A. Ohta, M. Ikeda, and S. Miyazaki
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Silicon Epitaxy and heterostructures
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 硬X線光電子分光法によるSi量子ドット多重集積構造のオペランド分析2017

    • 著者名/発表者名
      中島 裕太、牧原 克典、大田 晃生、池田 弥央、宮崎 誠一
    • 学会等名
      第5回応用物理学会名古屋大学スチューデントチャプター東海地区学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学大学院 工学研究科 電子工学専攻 宮崎研究室

    • URL

      http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/miyazakilab/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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