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双結晶法を用いた無機半導体における転位と光の相互作用メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K22050
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分26: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)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワード光照射効果 / 転位 / 無機半導体 / 光 / 光物性 / 光環境制御
研究開始時の研究の概要

転位は,通常,材料内部で四方八方に配向性が制御されない状態で存在している.その結果,半導体において,転位の原子配列構造やその電子レベル構造について,直接的な構造解析や特性評価が困難となっている.特に,光環境下において半導体転位の構造や物性がどのように変化するのか,その多くが未解明となっている.そこで本研究では,双結晶法という所定の転位を規則的に導入可能な手法を利用して,半導体における転位と光の相互作用を調査する.

研究成果の概要

無機半導体において、転位は半導体特有の機能、とりわけ電子やホールの移動に強く影響を与えると考えられる。本研究では、走査型プローブ顕微鏡に光を導入する機構を新規に設計・開発を行った結果、光導入機構が問題なく機能することを確認できた.その後、双結晶により導入された転位の局所電気伝導特性評価を行ったところ、照射される光に応じて、転位がバルクより高い電気伝導性を示しうることを見出した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、双結晶法を用いて半導体材料の転位列を作製するとともに、そうした試料に対して光環境制御を施しながら物性計測可能な装置システムの開発を行った。この装置では、材料の電気伝導特性が光環境にどのように応答するのかについて高い空間分解能で評価することが可能であることを確認した。装置開発に成功した結果、転位の電気伝導性と光照射波長の関係を検出できた。この研究成果により、今後、転位がどのように光と相互作用を起こすのかについて、転位の機能的性質の観点で理解可能となると期待される。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] The effect of light on the nanoindentation behavior of cubic zinc sulfide2021

    • 著者名/発表者名
      A. Nakamura, X. Fang, A. Matsubara, E. Tochigi, Y. Oshima, T. Saito, T. Yokoi, Y. Ikuhara, K. Matsunaga
    • 学会等名
      Electronic Materials and Applications 2021 (EMA2021)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 無機半導体材料の力学物性に及ぼす光環境効果2020

    • 著者名/発表者名
      中村篤智
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会 2020年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化合物半導体における30°部分転位のコア構造再構成に関する第一原理計算2020

    • 著者名/発表者名
      星野聖奈, 大島優, 中村篤智, 横井達矢, 松永克志
    • 学会等名
      日本金属学会 2020年秋期(第167回)講演大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2022-01-27  

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