シリコンナノ物質の薄膜化と半導体素子構造による電子物性の研究

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18651075
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 谷垣 勝己 東北大学, 大学院理学研究科, 教授 (60305612)
• キーワード: ナノクラスタ / 薄膜 / デバイス / マイクロポーラス / 物性

研究概要

ナノクラスタ物質およびゼオライトについて、電子デバイス基板上への薄膜形成および構造の解明を行うことを意図して、これらの物質の基本物性を研究した。ゼオライトに関して、周期的ナノ構造を有する薄膜を2種類の方法により作成した。まず第1の方法は、ゼオライト化合物の前駆体となる低分子化合物を基板上に気相で成膜して、その後触媒存在下で加熱する方法である。第2の方法は、シリコン元素から構成されるナノクラスタ物質系に適用される方法で、予め薄膜を成膜しておいて、その薄膜をナノ空間を有する物質に変換する方法である。上述の2つの方法とも薄膜形成は真空チャンバー内で行った。真空チャンバーは有機薄膜作成用に設計した真空装置を用いて、膜質制御用に温度変化が可能な基板ホルダーを作成して設置し、膜厚計のレイアウトを最適化することで目的のナノ構造物質薄膜を得ることを試みた。得られた薄膜の結晶構造については、X線回折測定により結晶性や配向性の観点から検討した。特に、SPring-8などの放射光施設の強力なX線の下、基板表面に対して極めて浅い角度(0.2度程度)で入射することにより本物質系の精密測定が可能となった。研究を遂行した、ゼオライト薄膜においては、成膜した膜がもろく、アルカリ金属などをドープした際に結晶構造が乱れるという結果が得られた。従って、さらに構造的に強い薄膜を形成する技術を開拓する必要がある。一方、シリコン系物質に対しては、変換領域が表面の一部だけに留まるという結果が得られた。表面全体における転換手法のための改良が必要とされる。

研究成果

• [雑誌論文] Electric Transport and Modulated Density of States in Rotational Order and Disorder in Na_2CsC_<60> (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Akada, T.Yamamoto, R.Kumashiro, A.Hojyo, H.Matsui, N.Toyota, J.P.Lu, K.Tanigaki
  • 雑誌名: Multifunctional Conducting Molecular Materials Special issue ページ: 212-215
• [雑誌論文] Superconductivity Appearing from C_<60> Doped with Rare-earth Metals (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Akada, T.Hirai, J.Takeuchi, T.Yamamoto, R.Kumashiro, K.Tanigaki
  • 雑誌名: J. Sci and Tech. Advanced Mater 7S1 ページ: S83-S87
• [雑誌論文] Sp3-network superconductors made from IVth-group elements (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Rachi, R.Kumashiro, K.Tanigaki, H.Fukuoka, S.Yamanaka
  • 雑誌名: J. Sci. Tech. Ad. Mter. 7S1 ページ: S88-S93
• [雑誌論文] Possible Low-Temperature Strongly Correlated Electron Behavior from Multipole Fluctuations in PrMg3 with Cubic Non-Kramers γ Doublet Ground State (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Tanida, H.S.Suzuki, S.Takagi, H.Onodera, K.Tanigaki
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 75 ページ: 03705-03708
• [雑誌論文] Rubrene single crystal field-effect transistor with epitaxial BaTiO3 high-k gate insulator (2006)
  • 著者名/発表者名: N.Hiroshiba, R.Kumashiro, K.Tanigaki, T.Takenobu, Y.Iwasa, K.Kotani, I.Kawayama, M.Tonouchi
  • 雑誌名: App. Phys. Letters 89 ページ: 152110-152113
• [雑誌論文] Specific heat capacity and magnetic susceptibility of superconducting Ba24Si100 (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Rachi, K.Tanigaki, R.Kumashiro, K.Kobayashi, H.Yoshino, K.Murata, H.Fukuoka, S.Yamanaka, H.Shimotani, T.Takenobu, Y.Iwasa, T.Sasaki, N.Kobayashi, Y.Miyazaki, K.Saito
  • 雑誌名: J. Physics and Chemistry of Solids 67 ページ: 1334-1337
• [雑誌論文] Superconducting phase sequence in R_xC_<60> fullerides(R=Sm and Yb) (2006)
  • 著者名/発表者名: Misaho Akada, Toshinari Hirai, Junji Takeuchi, Takao Yamamoto, Katsumi Tanigaki
  • 雑誌名: Phys.Rev.B 73 ページ: 094509_1-0945096
• [雑誌論文] Missing Superconductivity in BaAlSi with the A1B2 type structure (2006)
  • 著者名/発表者名: Shoji Yamanaka, Teruyoshi Otsuki, Takayuki Ide, Hiroshi Fukuoka, Ryotaro Kumashiro, Takeshi Rachi, Katsumi Tanigaki, FangZhun Guo, Keisuke Kobayashi
  • 雑誌名: Physica C 451 ページ: 19-23
• [雑誌論文] Ferromagnetic ordering in a new nickel polyborate NiB_<12>O_<14>(OH)_<10> (2006)
  • 著者名/発表者名: J.Ju, J.Sasaki, T.Yang, S.Kasamatsu, E.Negishi, G.Li, J.Lin, H.Nojiri, T.Rachi, K.Tanigaki, N.Toyota
  • 雑誌名: Dalton Trans. 7S1 ページ: 1597-1601
• [雑誌論文] Superconducting Phase Made from C60 Doped With Lanthnum (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Akada, T.Hirai, J.Takeuchi, N.Hiroshiba, R.Kumashiro, T.Yamamoto, K.Tanigaki
  • 雑誌名: Multifunctional Conducting Molecular Materials Special Issue ページ: 191-197
• [雑誌論文] Electric Transport Properties of Doped C_<60> Nanowhiskers (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Kumashiro, K.Tanigaki, N.Miyata, H.Ohashi, T.Fujiki, Y.Gao, Y.Murata, K.Komatsu, T.Akasaka, J.Minatao, K.Miyazawa
  • 雑誌名: Multifunctional Conducting Molecular Materials Special Issue ページ: 216-219
• [雑誌論文] Self-Assembled Monolayers Modificatin on Electrodes of Organic Thin-Fillm Transistors (2006)
  • 著者名/発表者名: N.Hiroshiba, R.Kumashiro, H.Ishii, M.Yamashita, S.Takaishi, K.Tukagoshi, M.Okinaka, K.Tanigaki
  • 雑誌名: Multifunctional Conducting Molecular Materials Special Issue ページ: 282-285
• [雑誌論文] Properties of Chemically modified Carbon Nanotubes (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Kumashiro, H.Ohashi, T.Akasaka, Y.Maeda, S.Takaishi, M.Yamashita, S.Maruyama, T.Izumida, R.Hatakeyama, K.Tanigaki
  • 雑誌名: Mater. Res. Soc. Symp. Proc., Volume 901E ページ: 21-25
• [図書] カーボンナノチューブの表面化学修飾による電子物性 : 電界効果型トランジスタ (2006)
  • 著者名/発表者名: 熊代良太郎, 谷垣勝己
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: New Diamond
• [産業財産権] 金属内包フラーレン伝導材料及びその製造方法 (2006)
  • 発明者名: 赤阪 健, 若原孝次, 土屋敬広, 谷垣勝己, 熊代良太郎, 前田 優
  • 権利者名: 筑波大学
  • 産業財産権番号: 特願2006-078938
  • 出願年月日: 2006-07-04