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シリコンへの過飽和ドープによる巨大な赤外光吸収帯の出現と中間バンドの形成

研究課題

研究課題/領域番号 24560020
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関甲南大学

研究代表者

梅津 郁朗  甲南大学, 理工学部, 教授 (30203582)

研究分担者 吉田 岳人  阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 教授 (20370033)
稲田 貢  関西大学, システム理工学部, 准教授 (00330407)
香野 淳  福岡大学, 理学部, 教授 (30284160)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードレーザープロセッシング / 中間バンド / 過飽和ドーピング / 半導体 / 太陽電池 / 深い準位 / レーザーアニーリング / 金属非金属転移 / 赤外光吸収 / シリコン / 過飽和ドープ / 非平衡プロセス / パルスレーザーメルティング / 非平衡材料プロセス
研究成果の概要

シリコンに深い順位を持つ不純物の過飽和ドープすることができれば中間バンドを形成し太陽電池効率を向上させる可能性がある。本研究ではパルスレーザーを用いて結晶性を保ちながら不純物の偏析を抑制する試料作製法の指針を提示した。不純物として硫黄を用い電気的・光学的測定を行った結果、これまでに議論されていたように金属的振る舞いと中赤外光吸収の原因が共に中間バンドによるものであると考えると矛盾が生じることを明らかにした。そこで実験結果をもとに、それらの原因の新たな可能性を指摘した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (35件)

  • [雑誌論文] Correlation between crystallinity and mid-infrared optical absorption spectra of silicon supersaturated with sulfur2015

    • 著者名/発表者名
      Ikurou Umezu, Katsuki Nagao, Tatsuya Nakai, Muneyuki Naito, Mitsuru Inada, Tadashi Saitoh, Tamao Aoki and Akira Sugimura
    • 雑誌名

      Mater. Res. Soc. Symp. Proc.

      巻: 1738 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1557/opl.2015.278

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural properties of TiO2 nanocrystallites condensed in vapor-phase for photocatalyst applications2014

    • 著者名/発表者名
      Takehito Yoshida, Nobuyasu Yagi, Riki Nakagou, Akira Sugimura, kurou Umezu
    • 雑誌名

      Appl. Phys. A

      巻: 117 号: 1 ページ: 223-227

    • DOI

      10.1007/s00339-014-8378-3

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hyperdoping of silicon with deep-level impurities by pulsed YAG laser melting2014

    • 著者名/発表者名
      Ikurou Umezu, Muneyuki Naito, Daisuke Kawabe, Yusuke Koshiba, Katsuki Nagao, Akira Sugimura, Tamao Aoki, Mitsuru Inada, Tadashi Saitoh, Atsushi Kohno
    • 雑誌名

      Appl. Phys. A

      巻: 117 号: 1 ページ: 155-159

    • DOI

      10.1007/s00339-014-8313-7

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] パルスレーザー励起非平衡材料プロセスがもたらす階層構造形成 : 超新星爆発とのアナロジー2014

    • 著者名/発表者名
      梅津 郁 朗, 富永 望, 須佐 元, and 秋 宗 秀俊
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料 光・量子デバイス研究会

      巻: OQD-14-005~014 ページ: 41-46

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  • [雑誌論文] Hierarchical Pattern Structure in TiO2 Nano-Aggregates Prepared by Pulsed Laser Ablation in Background Gas2013

    • 著者名/発表者名
      Ikurou Umezu, Akira Sugimura and Takehito Yoshida
    • 雑誌名

      2013 Conference on Lasers and Electr-optics Pacific Rim (CLEO-PR)

      巻: TuE3-4 ページ: 1-2

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      2013 実施状況報告書
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  • [雑誌論文] Non-equilibrium Growth Processes of Porous TiO2 Nanocrystal-films during Pulsed Laser Ablation2013

    • 著者名/発表者名
      Ikurou Umezu, Nobuyasu Yagi, Akira Sugimura and Takehito Yoshida
    • 雑誌名

      MRS Proceedings

      巻: 1497

    • DOI

      10.1557/opl.2013.495

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      2012 実施状況報告書
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    • 著者名/発表者名
      R. Fujii, K. Doi, Y. Yokoyama, H. Fukuoka, A. Sugimura, N. Tominaga, H. Susa, I. Umezu
    • 雑誌名

      Journal of physics; conference series

      巻: -

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      2012 実施状況報告書
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    • 著者名/発表者名
      Ikurou Umezu, Jeffrey M. Warrender, Supakit Charnvanichborikarn, Atsushi Kohno, James S. Williams, Malek Tabbal, Dimitris G. Papazoglou, Xi-Cheng Zhang, and Michael J. Aziz
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: -

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      2012 実施状況報告書
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    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kawabel, Shou Nakagawa, Yuuki Matsudal, Akira Sugimura, and Ikurou Umezu
    • 雑誌名

      Mem. Konan Univ., Sci. & Eng. Ser.

      巻: 58 ページ: 21-32

    • NAID

      110009573954

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      2012 実施状況報告書
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    • 著者名/発表者名
      中井 達也、内藤 宗幸、小林 勇輝、長尾 克紀、青木 珠緒、杉村 陽、梅津 郁朗
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス (神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
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      2014 実績報告書
  • [学会発表] Correlation Between Crystallinity and Mid-Infrared Optical Absorption Spectra of Silicon Supersaturated with Sulfur2014

    • 著者名/発表者名
      Ikurou Umezu, Katsuki Nagao, Tatsuya Nakai, Mneyuki Naito, Mitsuru Inada, Tadashi Saitoh, Tamao Aoki, Akira Sugimura
    • 学会等名
      2014 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • 発表場所
      Boston, Massachusetts (USA)
    • 年月日
      2014-11-30 – 2014-12-05
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  • [学会発表] 硫黄を過飽和ドープしたSi単結晶への熱アニーリングの効果2014

    • 著者名/発表者名
      長尾克紀,斎藤正,稲田貢,丹野裕貴,内藤宗幸,小林勇輝,青木珠緒,杉村陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 硫黄を過飽和ドープしたSi単結晶の光吸収と電気伝導特性2014

    • 著者名/発表者名
      中井達也,内藤宗幸,小林勇輝,長尾克紀,青木珠緒,杉村陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
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      2014 実績報告書
  • [学会発表] パルスレーザアブレーション中の2つのプルームに衝撃波が与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      萩原宏規,浜岡克佳,香下将希,福岡寛,梅津郁朗
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
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      2014 実績報告書
  • [学会発表] ダブルパルスレーザーアブレーション過程で生成したナノ結晶とデブリの堆積2014

    • 著者名/発表者名
      香下将希,福岡寛,杉村陽,青木珠緒,梅津郁朗
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
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      2014 実績報告書
  • [学会発表] パルスレーザーアブレーションで作製したTiO2ナノ結晶凝集体の表面構造と光触媒機能の相関2014

    • 著者名/発表者名
      若宮千司,渡辺てい,青木珠緒,梅津郁朗,杉村陽,吉田岳人
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
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      2014 実績報告書
  • [学会発表] Pulsed laser irradiation-induced microstructures in the Mn ion implanted Si2014

    • 著者名/発表者名
      Muneyuki Naito, Ryo Yamada, Nobuya Machida, Yusuke Koshiba, Akira Sugimura, Tamao Aoki, and Ikurou Umezu
    • 学会等名
      19th International Conference on Ion Beam Modification of Materials
    • 発表場所
      Leuven (Belgium)
    • 年月日
      2014-09-14 – 2014-09-19
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      2014 実績報告書
  • [学会発表] Nanoparticle formation by interaction between laser ablated plume and shock waves2014

    • 著者名/発表者名
      Eri Ueno, Naoaki Fukuda, Hiroshi Fukuoka, Minoru Yaga, Ikurou Umezu Min Han and Toshio Takiya
    • 学会等名
      International Symposium on Small Particles and Inorganic Clusters
    • 発表場所
      Fukuoka (Japan)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-12
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      2014 実績報告書
  • [学会発表] Hyperdoping of silicon with deep-level impurities by pulsed YAG laser melting2013

    • 著者名/発表者名
      Ikurou Umezu, Muneyuki Naito, Daisuke Kawabe, Yusuke Koshiba, Katsuki Nagao, Akira Sugimura, Tamao Aoki, Mitsuru Inada, Tadashi Saitoh, Atsushi Kohno
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Laser Ablation
    • 発表場所
      Ischia,Italy
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      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural properties of TiO2 nanocrystallites condensed in vapor-phase for photocatalyst applications2013

    • 著者名/発表者名
      Takehito Yoshida, Nobuyasu Yagi, Riki Nakagou, Akira Sugimura, Ikurou Umezu
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Laser Ablation
    • 発表場所
      Ischia,Italy
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      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of Shock Wave on Plume by Double Pulsed Laser Ablation2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Hagihara, Yasuhiro Yokoyama, Yusuke Hashiguchi, Hiroshi Fukuoka, Ikurou Umezu
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Laser Ablation
    • 発表場所
      Ischia,Italy
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 硫黄を過飽和ドープしたSi単結晶の光吸収と電気伝導特性の濃度依存性2013

    • 著者名/発表者名
      松田祐樹,長尾克己,香野 淳,杉村 陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第33回年次大会
    • 発表場所
      姫路商工会議所
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] パルスレーザーメルティングによるSiへの Tiの過飽和ドープと赤外光吸収のTi濃度依存性2013

    • 著者名/発表者名
      川邊大介,松田祐樹,小柴悠資,杉村 陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第33回年次大会
    • 発表場所
      姫路商工会議所
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      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ダブルレーザーアブレーション法によるプルームの挙動と複合ナノ結晶の作成2013

    • 著者名/発表者名
      横山泰寛,橋口友亮,杉村 陽,梅津郁朗,福岡 寛
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第33回年次大会
    • 発表場所
      姫路商工会議所
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ガス中レーザーアブレーション過程でのナノ結晶集合体の階層構造形成2013

    • 著者名/発表者名
      梅津郁朗,杉村陽,吉田岳人
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 反応性パルスレーザーアブレーション法によるNiOyナノ結晶堆積膜の構造と光学特性2013

    • 著者名/発表者名
      吉田岳人,廣田政人,田中潤,杉村陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] パルスレーザーメルティング法によるSiへのMnの過飽和ドープ2012

    • 著者名/発表者名
      小柴悠資,川邊大介,松田祐樹,杉村 陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ダブルレーザーアブレーション法による複合ナノ結晶形成に対するパルスディレイの効果2012

    • 著者名/発表者名
      橋口友亮,福岡 寛,横山泰寛,杉村 陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 反応性パルスレーザーアブレーション法によるTiO2ナノ構造体の光触媒活性制御2012

    • 著者名/発表者名
      吉田岳人,八木信賢,中郷 力,近藤雅斗,杉村 陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] パルスレーザーメルティングによるSiへのTiの過飽和ドープII2012

    • 著者名/発表者名
      川邊大介,杉村 陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Fluid simulation of plume head-on collision dynamics during pulsed laser ablation2012

    • 著者名/発表者名
      R. Fujii, K. Doi, Y. Yokoyama, H. Fukuoka, A. Sugimura, N. Tominaga, H. Susa, I. Umezu
    • 学会等名
      Conference on Computational Physics (CCP2012)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Formation of Silicon Supersaturated with deep Impurities by Pulsed Laser Melting Method2012

    • 著者名/発表者名
      D. Kawabe, Y. Matsuda, A. Sugimura and I. Umezu
    • 学会等名
      MNC 2012, 25th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Collision of Plumes on Formation of Compound Nanocrystal by Double Laser Ablation2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Hashiguchi, H. Fukuoka, N. Sakamoto, Y. Yokoyama, A. Sugimura and I. Umezu
    • 学会等名
      MNC 2012, 25th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Non-equilibrium Growth Processes of Porous TiO2 Nanocrystal-films during Pulsed Laser Ablation2012

    • 著者名/発表者名
      Ikurou Umezu, Nobuyasu Yagi, Akira Sugimura, Takehito Yoshida
    • 学会等名
      2012 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, Massachusetts,USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Possibility to Form Intermediate Band by Hyperdoping of Silicon with Deep Level Impurities

    • 著者名/発表者名
      Ikurou Umezu, Katsuki Nagao, Daisuke Kawabe, Yusuke Koshiba, Akira Sugimura, Mitsuru Inada, Tadashi Saitoh and Atsushi Kohno
    • 学会等名
      2013 JSAP-MRS Joint Symposia
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Hierarchical Pattern Structure in TiO2 Nano-Aggregates Prepared by Pulsed Laser Ablation in Background Gas

    • 著者名/発表者名
      Ikurou Umezu, Akira Sugimura, and Takehito Yoshida
    • 学会等名
      2013 Conference on lLasers and Electr-optics Pacific Rim (CLEO-PR)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] パルスレーザーアブレーション法でのプルーム衝突によるデブリの軽減

    • 著者名/発表者名
      香下将希,横山泰寛,福岡寛,杉村陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス
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  • [学会発表] 硫黄を過飽和ドープしたSi単結晶の光吸収と電気伝導特性の相関

    • 著者名/発表者名
      長尾克紀,齊藤正,稲田貢,杉村陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス
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    • 著者名/発表者名
      小柴悠資,川邊大介,杉村陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス
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    • 著者名/発表者名
      若宮千司,梅津郁朗,杉村陽,吉田岳人
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      同志社大学 京田辺キャンパス
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      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ダブルレーザーアブレーション法による複合ナノ結晶形成に対するプルーム衝突の効果

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      橋口友亮,香下将希,福岡 寛,坂本直道,青木珠緒,杉村 陽,梅津郁朗
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    • 発表場所
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    • 著者名/発表者名
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      応用物理学会
    • 発表場所
      青山学院大学 相模原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ダブルレーザーアブレーション法による複合ナノ結晶形成に対するプルーム衝突の効果

    • 著者名/発表者名
      橋口友亮,福岡寛,香下将希,坂本直道,青木珠緒,杉村陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      青山学院大学 相模原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] パルスレーザーメルティング法を用いて硫黄を過飽和ドープしたSi単結晶の光吸収と電気伝導特性のフルーエンス依存性

    • 著者名/発表者名
      長尾克紀,稲田貢,内藤宗幸,則村憲吾,中井達也,青木珠緒,杉村陽,梅津郁朗
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      青山学院大学 相模原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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