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2018 年度 実績報告書

Luminescent and electrically conductive nano-silicon for optoelectronics and photovoltaics

研究課題

研究課題/領域番号 16K04898
研究機関名古屋大学

研究代表者

Bernard Gelloz  名古屋大学, 工学研究科(国際), その他 (40343157)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードナノ結晶材料 / シリコン
研究実績の概要

The study of the photo-dissolution of porous silicon nanostructures was finalized. We confirmed that two regimes can take place, depending on the rate-limiting step of the reaction. The maximum photo-dissolution rate was derived. A model was developed. Simulations and fitting of experimental data was successful. This work was presented as an invited talk at the Fall 2018 ECS conference.
We have extended our study of the effect of oxidation under high pressure of silicon nanocrystals. We published very recently the results. We obtained Si/SiO2 core/shell nanoparticles with very high quantum yields (53-61%). The same method led to quantum yields of ~ 30% for porous silicon powders. These quantum yields are the highest obtained for Si/SiO2 core/shell nanoparticles. Moreover, our nanocrystals were very stable and exhibited the longest lifetimes ever reported for such nanocrystals.
Furthermore, a new method of chemical modification of nano-silicon surface to replace Si-H bonds by more stable Si-C bonds was studied. The originality of the method is to use gas-phase hydrosilylation with 1-hexene, which is liquid at room temperature and easy to manipulate without sophisticated vacuum devices. The effect of gas pressure was also studied. Our method is much more efficient than the liquid-phase one. The resulting photoluminescence of the nano-silicon layers was well-stabilized. The results were presented at JSAP Spring meeting 2019.
Finally, the study of the photo-oxidation of PSi has been expanded. The results are very interesting and the study is still under way.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Si/SiO2 Core/Shell Luminescent Silicon Nanocrystals and Porous Silicon Powders With High Quantum Yield, Long Lifetime, and Good Stability2019

    • 著者名/発表者名
      Gelloz Bernard、Juangsa Firman Bagja、Nozaki Tomohiro、Asaka Koji、Koshida Nobuyoshi、Jin Lianhua
    • 雑誌名

      Frontiers in Physics

      巻: 7 ページ: 47-47

    • DOI

      10.3389/fphy.2019.00047

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Photoetching of Porous Silicon Nanostructures in Hydrofluoric Acid Using Monochromatic Light2018

    • 著者名/発表者名
      Gelloz B.、Fuwa H.、Kondoh E.、Jin L.
    • 雑誌名

      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      巻: 7 ページ: P730~P735

    • DOI

      10.1149/2.0121812jss

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of diameter of cylindrical openings using a disk beam probe2018

    • 著者名/発表者名
      Jin Lianhua、Miyatsu Nobuto、Kondoh Eiichi、Gelloz Bernard、Kanazawa Naobumi、Yoshizawa Toru
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 25 ページ: 656~662

    • DOI

      10.1007/s10043-018-0459-7

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of high Fe doping on Raman modes and optical properties of hydrothermally prepared SnO 2 nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Ben Haj Othmen Walid、Sieber Brigitte、Elhouichet Habib、Addad Ahmed、Gelloz Bernard、Moreau Myriam、Szunerits Sabine、Boukherroub Rabah
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 77 ページ: 31~39

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2017.12.014

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] (Invited) Photo-Assisted Etching of Porous Silicon Nanostructures in Hydrofluoric Acid Using Monochromatic Light2018

    • 著者名/発表者名
      Gelloz Bernard、Fuwa Hiroki、Kondoh Eiichi、Jin Lianhua
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 86 ページ: 71~81

    • DOI

      10.1149/08601.0071ecst

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 1-ヘキセン分子を用いたポーラスシリコンの圧力制御ヒドロシリル化と発光安定性2019

    • 著者名/発表者名
      入山 拓未,金 蓮花,近藤 英一,ジェローズ ベルナール
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] イメージングエリプソメトリーによるポーラスシリコンの光学定数測定2019

    • 著者名/発表者名
      秋山 泰輝,飯塚 祐基,金 蓮花,近藤 英一,ジェローズ ベルナール
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 位相子回転型イメージングエリプソメータのデータ処理2019

    • 著者名/発表者名
      飯塚 祐基,金 蓮花,近藤 英一,ジェローズ ベルナール,上原 誠
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] イメージングエリプソメトリーによるナノ結晶シリコンの製作評価2018

    • 著者名/発表者名
      秋山 泰輝,飯塚 祐基,金 蓮花,近藤 英一,ジェローズ ベルナール
    • 学会等名
      第三回フォトニクス研究会
  • [学会発表] Dimensional measurement of internal profile using the optical caliper2018

    • 著者名/発表者名
      L. Jin, N. Miyatsu, E. Kondoh, B. Gelloz, N. Kanazawa, and T. Yoshizawa
    • 学会等名
      SPIE/COS Photonics Asia
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Extraction of properties of individual component for the retarder - linear diattenuator - retarder system and its application2018

    • 著者名/発表者名
      L. Jin, E. Kondoh, H. Kowa, B. Gelloz
    • 学会等名
      SPIE/COS Photonics Asia
    • 国際学会
  • [学会発表] Photo-Assisted Etching of Porous Silicon Nanostructures in Hydrofluoric Acid using Monochromatic Light2018

    • 著者名/発表者名
      B. Gelloz, H. Fuwa, E. Kondoh, and L. Jin
    • 学会等名
      ECS Fall Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nanogap/pore fill with wide bandgap material using supercritical fluids aiming at realizing p-Si based LEDs2018

    • 著者名/発表者名
      Eiichi Kondoh, Yuichiro Yamamoto, Bernard Gelloz, Lianhua Jin
    • 学会等名
      The International Symposium on Inorganic and Environmental Materials 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Stable Luminescent Silicon Nanocrystals and Porous Silicon Powders with Very High Quantum Yield Passivated by High-pressure Water Vapor Annealing2018

    • 著者名/発表者名
      B. Gelloz, F. B. Juangsa, T. Nozaki, K. Asaka, N. Koshida and L. Jin
    • 学会等名
      第79回応用物理学会秋季学術講演会

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公開日: 2019-12-27  

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