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2018 年度 実績報告書

発光イメージングによる欠陥特性の定量

研究課題

研究課題/領域番号 16H03856
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

沓掛 健太朗  国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, 研究員 (00463795)

研究分担者 原 康祐  山梨大学, 大学院総合研究部, 特任助教 (40714134)
太子 敏則  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (90397307)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード発光イメージ / 結晶欠陥 / 半導体結晶 / 結晶工学 / 欠陥物性 / 機械学習 / データ科学 / 結晶評価
研究実績の概要

本研究は、発光イメージングによる半導体結晶中の欠陥特性の評価について、材料の違いを超えて共通する背景物理を明確にし、定量評価法を確立することを目的とする。本課題では、1)高空間分解への展開(対象BaSi2)、2)ワイドバンドギャップ材料への展開(対象SiC)、3)計算機を用いた解析の拡張、の3研究項目を設定している。以下に平成30年度の実績概要を研究機関ごとに述べる。
名古屋大学および理化学研究所では、データ科学手法(機械学習や画像処理)を活用した発光イメージの定量評価法の開発に注力した。具体的には、発光イメージから欠陥に関する数値情報を抽出する手法、欠陥周囲のキャリアシミュレーション結果の機械学習を利用した欠陥特性の定量法を得ることができた。これらの手法は実際の測定に応用され、評価法としての検出感度や定量精度の検証を進めている段階である。
山梨大学では、室温で発光する高品質なBaSi2薄膜の真空蒸着による作製を目指して、深さ方向組成分析と堆積組成の熱力学理論予測により、BaSi2成膜メカニズムを詳細に解明した。新規導入した真空蒸着装置の堆積速度制御機構を用いることで、堆積組成の精密制御が可能となった。
信州大学では、溶液法によるSiC結晶成長を行い、厚さ150~300μmの様々な表面モフォロジーを有するSiC結晶を成長した。得られた結晶は、ラマン分光法により大部分が4H-SiCであることを確認した。これらの試料を研究代表者に提供し、分析に役立てた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Fabrication of SnS/BaSi2 heterojunction by thermal evaporation for solar cell applications2019

    • 著者名/発表者名
      Hara Kosuke O.、Arimoto Keisuke、Yamanaka Junji、Nakagawa Kiyokazu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: SBBF01~SBBF01

    • DOI

      10.7567/1347-4065/aaf69a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diffusion process in BaSi2 film formation by thermal evaporation and its relation to electrical properties2018

    • 著者名/発表者名
      Hara Kosuke O.、Arimoto Keisuke、Yamanaka Junji、Nakagawa Kiyokazu
    • 雑誌名

      Journal of Materials Research

      巻: 33 ページ: 2297~2305

    • DOI

      10.1557/jmr.2018.181

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the Growth Conditions on the Crystal Quality in Solution Growth of SiC Using Cr Solvent without Molten Si2018

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Koki、Hyun Koang Yong、Taishi Toshinori
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 924 ページ: 35~38

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.924.35

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Solution Growth of SiC from the Crucible Bottom with Dipping under Unsaturation State of Carbon in Solvent2018

    • 著者名/発表者名
      Taishi Toshinori、Takahashi Masaru、Tsuchimoto Naomichi、Suzuki Koki、Hyun Koang Yong
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 924 ページ: 51~54

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/MSF.924.51

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation of carbon concentration in top-seeded solution growth of SiC2018

    • 著者名/発表者名
      Naomichi Tsuchimoto, Shingo Ehara, Toshinori Taishi
    • 雑誌名

      The 8th Forum on Science and Technology of Silicon Material

      巻: 8 ページ: 372-376.

  • [雑誌論文] Solution growth of SiC without molten Si using concave ceramic SiC feed2018

    • 著者名/発表者名
      Koki Suzuki, Toshinori Taishi
    • 雑誌名

      The 8th Forum on Science and Technology of Silicon Material

      巻: 8 ページ: 377-381

  • [雑誌論文] Generation and propagation of defects in multicrystalline silicon for solar cells2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kutsukake, Yusuke Hayama, Tetsuya Matsumoto, Hiroaki Kudo, Tatsuya Yokoi, Yutaka Ohno, and Noritaka Usami
    • 雑誌名

      The 8th Forum on Science and Technology of Silicon Material

      巻: 8 ページ: 152-153

  • [学会発表] Generation and propagation of dislocations in multicrystalline silicon for solar cells2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kutsukake
    • 学会等名
      International Symposium on Modeling of Crystal Growth Processes and Devices
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 近接蒸着によるBaSi2薄膜作製2019

    • 著者名/発表者名
      原康祐、瀧澤周平、有元圭介、山中淳二、中川清和
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] SiC 溶液成長における溶質の溶解・輸送・成長2019

    • 著者名/発表者名
      太子敏則、鈴木皓己、土本直道
    • 学会等名
      日本金属学会2019 年春期(第164 回)講演大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Adaptive mapping for quick material evaluation2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kutsukake, Ryota Kikuchi, Koji Shimoyama, Kenichi Inoue
    • 学会等名
      10th International Workshop on Crystalline Silicon for Solar Cells
    • 国際学会
  • [学会発表] GaN結晶の多光子励起PL画像からの 転位の3次元配置に関する数値情報抽出2018

    • 著者名/発表者名
      沓掛健太朗、谷川智之、松岡隆志、井上憲一
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] PV研究におけるデータサイエンス活用に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      沓掛健太朗
    • 学会等名
      JSAP若手チャプター 太陽光エネルギー変換機能材料・デバイス開発研究会 第1回研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Adaptive mapping for quick material evaluation2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Kutsukake
    • 学会等名
      The 19th KIM-JIM Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 結晶評価へのデータ科学活用2018

    • 著者名/発表者名
      沓掛健太朗
    • 学会等名
      応用物理学会東海支部 基礎セミナー「結晶成長:原理と成長法、及び、歪・欠陥の評価技術の最前線」
    • 招待講演
  • [学会発表] Composition control of semiconducting BaSi2 films fabricated by thermal evaporation2018

    • 著者名/発表者名
      Hara, K. O., Arimoto, K., Yamanaka, J., and Nakagawa, K.
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Formation of SnS/BaSi2 Heterojunction by Sequential Thermal Evaporation toward Solar Cell Applications2018

    • 著者名/発表者名
      Hara, K. O., Arimoto, K., Yamanaka, J., and Nakagawa, K.
    • 学会等名
      2018 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] 高速熱蒸着によるBaSi2薄膜作製技術の進展2018

    • 著者名/発表者名
      原康祐、瀧澤周平、有元圭介、山中淳二、中川清和
    • 学会等名
      第32回シリサイド系半導体研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 連続蒸着とポストアニールによるSnS/BaSi2ヘテロ接合の作製2018

    • 著者名/発表者名
      原康祐、瀧澤周平、有元圭介、山中淳二、中川清和
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 溶質供給源の形状を変化させたCr単一溶媒でのSiC溶液成長2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木皓己、太子敏則
    • 学会等名
      第47回結晶成長国内会議
  • [学会発表] SiC溶液法における炭素濃度の経時変化を考慮したシミュレーションとその実測2018

    • 著者名/発表者名
      土本直道、江原槙吾、太子敏則
    • 学会等名
      第47回結晶成長国内会議
  • [図書] Chap. Growth of Crystalline Silicon for Solar Cells: Mono-Like Method, in Handbook of Photovoltaic Silicon2018

    • 著者名/発表者名
      Kutsukake Kentaro
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2019-12-27  

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