ダイヤモンドライクカーボンワイドバンドギャップ半導体の創製と新規電気デバイス開発

• 研究課題/領域番号: 21360152
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 本多 謙介 山口大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (60334314)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2011年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2010年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2009年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: ダイヤモンドライクカーボン / ワイドバンドギャップ半導体 / 電気・電子材料 / 電界効果トランジスタ / 電気デバイス

研究概要

本研究課題では,アモルファスカーボン(DLC)ベースの新たなワイドギャップ半導体薄膜の創製を目的とした。N、Bの添加によりキャリア密度10^<14> cm^<-3>～10^<19> cm^<-3>のn型、p型DLC半導体が実現した。光学ギャップ(Eg)は0. 5eV程度となった。このn型半導体にSiを25%添加すると、Eg値が1. 7eVに拡張、キャリア密度、移動度が4. 8×10^<14> cm^<-3>、0. 30cm^<2> V^<-1> s^<-1>、Xeランプ(11. 8Wm^<-2>)照射下の光誘起電流が153μAcm^<-2>の半導体となった。光電変換効率が酸化チタンに近い半導体の実現に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Improvement of Conductivity by incorporation of Boron atoms in Hydrogenated Amorphous Carbon Films fabricated by Plasma CVD methods and its Electrochemical Properties (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Naragino, Kosuke Yoshinaga, Seiji Tatsuta, Kensuke Honda
  • 雑誌名: ECS transaction 巻: 41(20) ページ: 59-59
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controllable Electrochemical Activities by Oxidative Treatment toward Inner Sphere Redox Systems at N-doped Hydrogenated Amorphous Carbon Films (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoriko Tanaka, Hiroshi Naragino, Kosuke Yoshinaga, Akira Nakahara, Takeshi Kondo, Akira Fujishima, Kensuke Honda
  • 雑誌名: International Journal of Electrochemistry 巻: Vol.2012 ページ: 14-27
  • DOI: 10.1155/2012/369130
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Detection of Sugar-related Compounds Using Boron-doped Diamond Electrodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomohisa HAYASHI, Ikuo SAKURADA, Kensuke HONDA, Shigeyasu
  • 雑誌名: Analytical Sciences 巻: 28 号: 2 ページ: 127-127
  • DOI: 10.2116/analsci.28.127
  • NAID: 130004827193
  • ISSN: 0910-6340, 1348-2246
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetic characteristics of enhanced photochromism in tungsten oxide nanocolloid adsorbed on cellulose substrates, studied by total internal (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenta Adachi, Tomohiro Mita, Shohei Tanaka, Kensuke Honda
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 2 号: 5 ページ: 2128-2136
  • DOI: 10.1039/c2ra00217e
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrically-Switchable, Permselective Membranes Prepared from Nano-structured N-doped DLC (2011)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Honda, Masayoshi Yoshimatsu, Koichi Kuriyama, Ryosuke Kuwabara, Hiroshi Naragino, Kosuke Yoshinaga, Takeshi Kondo, Akira Fujishima
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials 巻: 20 号: 8 ページ: 1110-1120
  • DOI: 10.1016/j.diamond.2011.06.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Properties of N-doped Hydrogenated Amorphous Carbon Films Fabricated by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Methods (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, M. Furuta, Y. Kastuki, K. Kuriyama, R. Kuwabara, A. Fujishima and K. Honda
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 56(3) 号: 3 ページ: 1172-1181
  • DOI: 10.1016/j.electacta.2010.11.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Properties of N-doped Hydrogenated Amorphous Carbon Films Fabricated by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Methods (2011)
  • 著者名/発表者名: Y.Tanaka
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 巻: 56 ページ: 1172-1181
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Situ Binary Sol-Gel Reaction of Various Trifunctional Alkoxysilane in the Silane-Grafted Polyolefin Matrix and its Effect Upon the Mechanical Properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenta Adachi
  • 雑誌名: Polymer Engineering and Science 巻: 51 ページ: 632-640
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conductive Diamond Hollow Fiber Membranes (2009)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kondo
  • 雑誌名: Electrochemistry Communications 11 ページ: 1688-1691
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and Dispersion of Reduced Metal Particles using Surface Dipole Moment at F-terminated Diamond Electrode (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Miyamoto
  • 雑誌名: Electrochimica Acta 54 ページ: 3285-3297
  • 査読あり
• [学会発表] ホウ素ドープdiamond-like carbon薄膜のホウ素添加量に対する電気化学反応性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 楢木野宏・吉永浩亮・中原亮・本多謙介
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 2012慶應大学日吉キャンパス横浜市2H4-44
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 高効率太陽電池を目指したシリコン・カーボンベースワイドバンドギャップn型半導体薄膜の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 楢木野宏・吉永浩亮・中原亮・本多謙介
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 2012慶應大学日吉キャンパス横浜市2H4-45
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] ホウ素ドープdiamond-like carbon薄膜のホウ素添加量に対する電気化学反応性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 楢木野宏・吉永浩亮・中原亮・本多謙介
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應大学日吉キャンパス横浜市
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 高効率太陽電池を目指したシリコン・カーボンベースワイドバンドギャップn型半導体薄膜の創製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 楢木野宏・吉永浩亮・中原亮・本多謙介
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應大学日吉キャンパス横浜市
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] 不純物原子添加によるn型半導体性多結晶ダイヤモンドの作製と物理デバイスへの応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中原亮・本多謙介・楢木野宏・吉永浩亮
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶應大学日吉キャンパス横浜市
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] ホウ素ドーピングによるDLC薄膜の高導電化と分極性電極としての電気化学応答性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 楢木野宏, 吉永浩亮, 中原亮, 本多謙介
  • 学会等名: 2011年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 徳島大学工学部徳島市1P-05
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] プラズマCVD法による窒素をドープしたアモルファスシリコンカーバイド半導体薄膜の作製とその物理・化学特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉永浩亮, 楢木野宏, 中原亮, 本多謙介
  • 学会等名: 2011年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 徳島大学工学部徳島市1P-06
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] ホウ素ドーピングによるDLC薄膜の高導電化と分極性電極としての電気化学応答性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 楢木野宏, 吉永浩亮, 中原亮, 本多謙介
  • 学会等名: 2011年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 徳島大学工学部徳島市
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] プラズマCVD法による窒素をドープしたアモルファスシリコンカーバイド半導体薄膜の作製とその物理・化学特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉永浩亮, 楢木野宏, 中原亮, 本多謙介
  • 学会等名: 2011年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 徳島大学工学部徳島市
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] Improvement of Conductivity by incorporation of Boron atoms in Hydrogenated Amorphous Carbon Films fabricated by Plasma CVD methods and Electrochemical Properties of the films (2011)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Honda, Hiroshi Naragino, Kosuke Yoshinaga, Seiji Tastuta
  • 学会等名: 220th Meeting of The Electrochemical Society
  • 発表場所: ボストンアメリカ合衆国
  • 年月日: 2011-10-12
• [学会発表] ホウ素ドープDLC薄膜の高導電率化と分極性電極としての電気化学応答性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 楢木野宏・栗山孝一・桑原遼輔・吉永浩亮・立田清治・本多謙介
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会2011年
  • 発表場所: 神奈川大学横浜キャンパス横浜3F2-07
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] プラズマCVD法による窒素をドープしたアモルファスシリコンカーバイド半導体薄膜の作成とその物理・化学特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉永浩亮・栗山孝一・桑原遼輔・楢木野宏・本多謙介
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会2011年
  • 発表場所: 神奈川大学横浜キャンパス横浜3F2-08
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] ホウ素ドープDLC薄膜の高導電率化と分極性電極としての電気化学応答性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 楢木野宏
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市神奈川大学
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] プラズマCVD法による窒素をドープしたアモルファスシリコンカーバイド半導体薄膜の作成とその物理・化学特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉永浩亮
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市神奈川大学
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] Controlling of the electrochemical catalytic activity at DLC nanodot array electrode (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Kuriyama
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: アメリカ合衆国,ハワイ州,ホノルル,ハワイコンベンションセンター
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] Semiconductor properties of nitrogen-doped hydrogenated amorphous carbon fabricated by plasma enhanced chemical vapor deposition method (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Honda
  • 学会等名: Pacifichem 2010
  • 発表場所: アメリカ合衆国,ハワイ州,ホノルル,ハワイコンベンションセンター
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] 導電性DLCナノドットアレイ電極のドットサイズによる電気化学的触媒作用の制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 栗山孝一・桑原遼輔・末盛秀美・藤嶋昭・本多謙介
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会2010年
  • 発表場所: 近畿大学大阪3C5-02
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 電気化学交流電析法によるFePtナノロッドアレイをベースとした磁気記録媒体の創製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 桑原遼輔
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 導電性DLCナノドットアレイ電極のドットサイズによる電気化学的触媒作用の制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 栗山孝一
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-28
• [学会発表] 導電性ダイヤモンドライクカーボン電極を用いた高電位印加による難酸化性生体分子の電気化学的検出法の検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 末盛秀美
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学
  • 年月日: 2010-03-28
• [備考]
  • URL: http://www.honda-lab.sci.yamaguchi-u.ac.jp/top.html
• [産業財産権] 窒素がドープされたアモルファスシリコンカーバイトよりなるn型半導体素子及びその製造方法 (2011)
  • 発明者名: 本多謙介
  • 権利者名: 国立大学法人山口大学
  • 産業財産権番号: 2011-241063
  • 出願年月日: 2011-11-02
• [産業財産権] ダイヤモンドライクカーホン薄膜の製造方法及び該薄膜が金属基板上に形成された電極材料 (2011)
  • 発明者名: 本多謙介
  • 権利者名: 国立大学法人山口大学
  • 産業財産権番号: 2011-051933
  • 出願年月日: 2011-03-09
• [産業財産権] 有機化合物検出用電極及びそれを使用した有機化合物濃度の電気化学検出装置 (2010)
  • 発明者名: 本多謙介
  • 権利者名: 国立大学法人山口大学
  • 出願年月日: 2010-03-11
• [産業財産権] 有機化合物検出用電極及びそれを作用した有機化合物濃度の電気化学検出装置 (2010)
  • 発明者名: 本多廉介
  • 権利者名: 国立大学法人山口大学
  • 産業財産権番号: 2010-054751
  • 出願年月日: 2010-03-11