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双結晶法を用いた半導体結晶転位の特性評価と機能開拓

研究課題

研究課題/領域番号 17K18983
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 材料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

中村 篤智  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (20419675)

研究分担者 栃木 栄太  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50709483)
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: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード転位 / 格子欠陥 / 粒界 / 半導体 / 双結晶 / 結晶性半導体 / 電気伝導
研究成果の概要

本研究では,規則的な転位が導入された無機半導体双結晶を作製し,双結晶の接合界面で形成される転位列の構造を精密に解析するとともに,その特性評価を試みることを目的とした.
まず,双結晶法により,2個の単結晶基板を結晶方位がずれた状態で貼り合わせ,高温炉中で保持することにより直接接合させることで,規則的な転位列を人工的に作製することに成功した.その後電子顕微鏡を用いて転位列の構造解析を行った.さらには,原子間力顕微鏡を用いて,転位特性評価に挑戦した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

転位は,母相と大きく異なる電子・原子構造を有している.そのため,半導体材料における転位は,電子物性や光物性など無機半導体の重要な基礎物性をしばしば変質させる.通常,転位は半導体材料内部で四方八方に形成されているため,転位の特性評価が困難である.そこで本研究では,双結晶法を利用した規則的な転位列を半導体材料に導入できる可能性を検討し,実際に導入された転位組織を用いて半導体における転位特性を評価することに挑戦した.

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

    (16件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Extraordinary plasticity of an inorganic semiconductor in darkness2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Oshima, A. Nakamura, K. Matsunaga
    • 雑誌名

      Science

      巻: 360 号: 6390 ページ: 772-774

    • DOI

      10.1126/science.aar6035

    • 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
  • [雑誌論文] Structure of the Basal Edge Dislocation in ZnO2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Atsutomo、Tochigi Eita、Nagahara Ryota、Furushima Yuho、Oshima Yu、Ikuhara Yuichi、Yokoi Tatsuya、Matsunaga Katsuyuki
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 8 号: 3 ページ: 127-127

    • DOI

      10.3390/cryst8030127

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dislocation Structures in Low-Angle Grain Boundaries of α-Al2O32018

    • 著者名/発表者名
      Tochigi Eita、Nakamura Atsutomo、Shibata Naoya、Ikuhara Yuichi
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 8 号: 3 ページ: 133-133

    • DOI

      10.3390/cryst8030133

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Room-Temperature Plastic Deformation of Strontium Titanate Crystals Grown from Different Chemical Compositions2017

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Atsutomo、Yasufuku Kensuke、Furushima Yuho、Toyoura Kazuaki、Lagerlof K.P.D.、Matsunaga Katsuyuki
    • 雑誌名

      Crystals

      巻: 7 号: 11 ページ: 351-351

    • DOI

      10.3390/cryst7110351

    • NAID

      120006501328

    • 関連する報告書
      2017 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] <10-10> dislocation at a {2-1-10} low-angle grain boundary in LiNbO32017

    • 著者名/発表者名
      Furushima Yuho、Nakamura Atsutomo、Tochigi Eita、Ikuhara Yuichi、Toyoura Kazuaki、Matsunaga Katsuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science

      巻: 53 号: 1 ページ: 333-344

    • DOI

      10.1007/s10853-017-1532-5

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Room-Temperature Plasticity of Sphalerite Zinc Sulfide Single Crystals in Darkness2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Oshima, A. Nakamura, K. Matsunaga
    • 学会等名
      ICSMA18
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plastic deformation behavior of inorganic semiconductors at room temperature2018

    • 著者名/発表者名
      A. Nakamura, K. Matsunaga
    • 学会等名
      International Symposium on Microscopy and Microanalysis of Materials
    • 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] Room temperature plastic deformation of inorganic semiconducting crystals2018

    • 著者名/発表者名
      A. Nakamura, K. Matsunaga
    • 学会等名
      APCP 2018
    • 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] 無機半導体結晶の室温塑性変形挙動2018

    • 著者名/発表者名
      中村篤智, 松永克志
    • 学会等名
      日本金属学会 2018年秋期(第163回)講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SrTiO3双結晶を用いた転位のコア構造解析とその電気伝導特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      中村篤智, 野路健人, 古嶋佑帆, 栃木栄太, 幾原 雄一, 横井達矢, 松永克志
    • 学会等名
      日本金属学会2018年春期(第162回)講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 閃亜鉛鉱型ZnS結晶の室温変形挙動と光照射の効果2018

    • 著者名/発表者名
      大島優, 中村篤智, 松永克志
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2018年年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化亜鉛におけるbasal転位の構造と積層欠陥エネルギー2017

    • 著者名/発表者名
      中村篤智, 栃木栄太, 長原亮太, 大島優, 横井達矢, 松永克志
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2017材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] SrTiO3における小角粒界の転位構造と電気伝導特性2017

    • 著者名/発表者名
      古嶋佑帆, 野路健人, 荒川祐樹, 中村篤智, 栃木栄太, 幾原 雄一, 横井達矢, 松永克
    • 学会等名
      日本金属学会 2017年秋期(第161回)講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] SrTiO3小角粒界における粒界転位の構造と電気伝導特性2017

    • 著者名/発表者名
      野路健人, 古嶋佑帆, 栃木栄太, 幾原雄一, 横井達矢, 中村篤智
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2017材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 閃亜鉛鉱型ZnS単結晶の室温変形における光照射の影響2017

    • 著者名/発表者名
      大島優, 中村篤智, 松永克志
    • 学会等名
      日本金属学会 2017年秋期(第161回)講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Atomic structure of (001) low-angle tilt grain boundary with a slight twist component in strontium titanate2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Furushima,Y. Arakawa, A. Nakamura, E. Tochigi, K. Matsunaga
    • 学会等名
      12th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology (PACRIM 12)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2020-03-30  

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