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プラズマアシストによる熱電半導体Mg2Si薄膜合成の低温化

研究課題

研究課題/領域番号 25400530
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 プラズマ科学
研究機関茨城大学

研究代表者

池畑 隆  茨城大学, 理工学研究科, 教授 (00159641)

研究協力者 佐藤 直幸  
鵜殿 治彦  
東 欣吾  
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワードマグネシウムシリサイド / 熱電半導体 / 薄膜 / 固相合成 / 熱処理 / スパッタリング / 結晶構造 / 高周波プラズマ / 水素還元 / 希ガス雰囲気中アニール処理 / 近赤外分光透過率 / ラマンスペクトル
研究成果の概要

地球温暖化や資源の有効利用の観点から、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電変換技術が注目されている。マグネシウムシリサイドMg2Si は無害で資源豊富な点で有望であるが,マグネシウムとシリコンの物性の違いから良質のMg2Si膜を合成することが難しい課題があった。また従来単結晶シリコンのみが基板として利用された。筆者らは、Si/Mg逐次堆積と希ガス中アニール処理を組み合わせて、良質の多結晶Mg2Si膜を単結晶サファイア基板上に合成することに初めて成功した。また、予備的ながら、高周波プラズマアシスト処理により合成最低温度が300℃から約250℃まで低下するデータを得た。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Solid-phase growth of Mg2Si by annealing in inert gas atmosphere2013

    • 著者名/発表者名
      T. Ikehata, T. Ando, T. Yamamoto, Y. Takagi, N. Sato, and H. Udono
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi C

      巻: 10 号: 12 ページ: 1708-1711

    • DOI

      10.1002/pssc.201300358

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Solid-phase synthesis of Mg2Si thin film on sapphire substrate2016

    • 著者名/発表者名
      Motomu Saijo, Kazuhiro Kunitake, Ryota Sasajima, Yuta Takagi, Naoyuki Sato, Takashi Ikehata
    • 学会等名
      Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicides and Related Materials Science and Technology Towards Sustainable Electronics ( APAC Silicide 2016 )
    • 発表場所
      九州大学西新プラザ
    • 年月日
      2016-07-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サファイア基板上におけるマグネシウムシリサイド薄膜固相合成2015

    • 著者名/発表者名
      國武和広、西城要、笹島良太、河原航、池畑隆、佐藤直幸、鵜殿治彦
    • 学会等名
      電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      茨城県日立市シビックセンター
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] サファイア基板上におけるマグネシウムシリサイド薄膜の固相合成-アニール温度の効果2015

    • 著者名/発表者名
      笹島良太、西城要、國武和広、河原航、池畑隆、佐藤直幸、鵜殿治彦
    • 学会等名
      電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      茨城県日立市シビックセンター
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] サファイア基板へのマグネシウムシリサイド薄膜固 相合成 - 第二報2015

    • 著者名/発表者名
      西城要,國武和広,笹島良太,河原航, 高木雄太,佐藤直幸,池畑隆,鵜殿治彦
    • 学会等名
      電気学会A部門大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 減圧雰囲気におけるイオナイザ除電器の挙動2015

    • 著者名/発表者名
      池畑隆, 根本大輔, 賀婉テイ, 松尾武, 佐藤直幸, 岡野一雄
    • 学会等名
      電気学会A部門大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] サファイア基板へのマグネシウムシリサイド薄膜固相合成2015

    • 著者名/発表者名
      武和広、高木雄太、張 月、西城 要、石村洋彦、佐藤直幸、池畑 隆、鵜殿治彦
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 発表場所
      東京都市大学
    • 年月日
      2015-03-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 固相拡散法による単結晶サファイア基板へのマグネシウムシリサイド(Mg2Si)薄膜合成2014

    • 著者名/発表者名
      國武和広,高木雄太,張月,西城要,石村洋彦,佐藤直幸,池畑隆、鵜殿治彦
    • 学会等名
      第22回 電気学会東京支部茨城支所研究発表会(優秀発表賞受賞)
    • 発表場所
      日立市シビックセンター
    • 年月日
      2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 固相拡散法による単結晶Si基板へのマグネシウムシリサイド(Mg2Si)薄膜合成2014

    • 著者名/発表者名
      張月,高木雄太,國武和広,西城要, 石村洋彦,佐藤直幸,池畑隆、鵜殿治彦
    • 学会等名
      第22回 電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • 発表場所
      日立市シビックセンター
    • 年月日
      2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] サファイア基板上Mg/Si共堆積膜のポストアニールによるMg2Si膜固相合成2014

    • 著者名/発表者名
      高木雄太、張月、國武和広、佐藤直幸、池畑隆、鵜殿治彦
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋期学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Ar雰囲気中アニールによるMg2Si膜固相合成におけるマグネシウム蒸発の観察2014

    • 著者名/発表者名
      高木雄太、山本拓哉、張月、佐藤直幸、池畑 隆、鵜殿治彦
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      青山学院大相模原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱電半導体Mg2Si膜の固相合成と微細構造解析2013

    • 著者名/発表者名
      山本拓哉、高木雄太、張月、國武和広、佐藤直幸、鵜殿治彦、池畑隆
    • 学会等名
      電気学会
    • 発表場所
      日立シビックセンター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱電半導体Mg2Si膜の固相合成におけるマグネシウム蒸発量の調査2013

    • 著者名/発表者名
      高木雄太、山本拓哉、張月、國武和広、佐藤直幸、鵜殿治彦、池畑隆
    • 学会等名
      電気学会
    • 発表場所
      日立シビックセンター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] HiPIMS-高密度金属プラズマが拓く未来2013

    • 著者名/発表者名
      池畑隆
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      同志社大京田辺キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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