| 研究課題/領域番号 |
20H00303
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
宇佐美 徳隆 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20262107)
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| 研究分担者 |
大山 研司 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (60241569)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
46,150千円 (直接経費: 35,500千円、間接経費: 10,650千円)
2023年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円)
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| キーワード | 多元混晶 / 非平衡成長 / 軽元素 / 白色中性子ホログラフィー / 局所構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、印刷・焼成からなるシリコンゲルマニウム混晶の独自成長プロセスを、スズと水素を含む多元素化と非平衡化に拡張し、ハイスループット実験にデータ科学を援用する新たな方法論により、準安定な高スズ組成と水素終端による高性能化を同時達成する多変量パラメータを効率的に決定する。この過程において、スズ位置の確定と置換率の定量評価の確実な実施に加え、白色中性子ホログラフィーの高度化により局所構造観測範囲を薄膜中の水素に拡大することに挑戦し、機能発現要因の解明を進める。
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| 研究成果の概要 |
スズを含むペーストをシリコンまたはゲルマニウム基板上にスクリーン印刷し、パルスレーザーアニール処理を行う独自の非平衡成長法により、固溶限界を超えるスズを含む混晶薄膜が作製できることを実証した。また、エックス線回折や蛍光エックス線ホログラフィーによる評価からスズが格子位置を置換していることを示した。白色中性子ホログラフィーを高感度化し、半導体の欠陥を終端する水素原子の観測に道を拓いた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、半導体原料を含むペーストのスクリーン印刷とパルスレーザーアニール処理という非真空下で大面積基板に適応可能な簡便なプロセスにより非平衡成長を実現し、固溶限界を超えるスズを含むシリコン系多元混晶薄膜を創成できることを実証した。これは材料の探索範囲を準安定相に拡張し、安定相では得ることのできない機能をもつ材料の創成や、その機能を生かしたデバイスの実現に繋がる成果といえる。また、白色中性子ホログラフィーを高感度化することにより水素が観測できることを強く示唆する結果が得られたことは、水素による材料機能発現機構の解明などの研究を深化させ、材料科学を進展させるため学術的意義が極めて大きい。
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