過冷却液体を用いたバルクa-Siの創製

• 研究課題/領域番号: 26709057
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 金属・資源生産工学
• 研究機関: 東北大学 (2015-2016); 独立行政法人宇宙航空研究開発機構 (2014)
• 研究代表者: 岡田 純平 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (90373282)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 24,570千円 (直接経費: 18,900千円、間接経費: 5,670千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2014年度: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円)
• キーワード: アモルファス / シリコン / 過冷却液体 / 静電浮遊法 / 急冷 / 液体急冷 / 静電浮遊 / 浮遊法 / 急冷凍結

研究成果の概要

アモルファスシリコン（a-Si）は、これまで、蒸着やシランを用いた気相成長によって作製されてきたが、液体から直接バルク状のa-Siを作ることは不可能であった。近年、液体Siの過冷却状態に着目した２つの理論提案がなされ、過冷却液体Siの急冷によるバルクa-Si作製の可能性が開けてきた。本研究では、静電浮遊法を用いて液体Siを300K以上過冷させ、その状態を急冷凍結することにより、液体Siから直接バルク状のa-Siを作製することを試みた。これまでにa-Siと思しき試料が得られており、今後、バルクa-Siの構造、物性評価を進める予定である。

研究成果

• [国際共同研究] City University of Hong Kong Kowloon(China)
• [国際共同研究] Northeastern University(米国)
• [国際共同研究] City University of Hong Kong Kowloon(中国)
• [雑誌論文] Visualizing the Mixed Bonding Properties of Liquid Boron with High-Resolution X-Ray Compton Scattering (2015)
  • 著者名/発表者名: J. T. Okada, P.H.-L. Sit, Y. Watanabe, B. Barbiellini, T. Ishikawa, Y.J. Wang, M. Itou, Y. Sakurai, A. Bansil, R. Ishikawa, M. Hamaishi, P.-F. Paradis, K. Kimura, T. Ishikawa, and S. Nanao
  • 雑誌名: Physical Review Letters 巻: 114 号: 17 ページ: 177401-177401
  • DOI: 10.1103/physrevlett.114.177401
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｌｉｑｕｉｄ Ｂｏｒｏｎ (2017)
  • 著者名/発表者名: Ｊｕｎｐｅｉ ＯＫＡＤＡ
  • 学会等名: Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２０１７
  • 発表場所: Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ， ＵＳＡ
  • 年月日: 2017-10-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ｔｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ Ｓｕｐｅｒｃｏｏｌｅｄ－ｌｉｑｕｉｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ (2017)
  • 著者名/発表者名: Ｊｕｎｐｅｉ ＯＫＡＤＡ
  • 学会等名: ＩＳＴＳ２０１７
  • 発表場所: Ｍａｔｓｕｙａｍａ， ＪＡＰＡＮ
  • 年月日: 2017-06-05
  • 国際学会
• [学会発表] Ｔｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｕｐｅｒｃｏｏｌｅｄ－ｌｉｑｕｉｄ Ｓｉｌｉｃｏｎ (2016)
  • 著者名/発表者名: Ｊｕｎｐｅｉ ＯＫＡＤＡ
  • 学会等名: Ｔｈｅ １８ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ Ｅｐｉｔａｘｙ
  • 発表場所: Ｎａｇｏｙａ， ＪＡＰＡＮ
  • 年月日: 2016-08-07
  • 国際学会
• [学会発表] 超高温融体の物性ーホウ素は融けても半導体 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡田純平
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2016-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] Bonding Characteristics of High Temperature Liquids Studies by Elsctrostatic Levitator (2015)
  • 著者名/発表者名: J.Okada, P. Sit, T. Ishikawa, Y. Watanabe, B. Barbiellini, A. Bansil, M. Itou, Y. Sakurai, K. Kimura, S. Nanao
  • 学会等名: ISPS-6/ITTW2015
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2015-09-16
  • 国際学会
• [学会発表] 静電浮遊法を用いた高温融体の物性研究と準安定相探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡田純平
  • 学会等名: 日本セラミックス協会年会 サテライトプログラム
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2015-03-18
  • 招待講演