超低損失デバイス用n型ナノダイヤモンド薄膜の粒界伝導制御と性能評価

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19560678
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 堤井 君元 九州大学, 大学院・総合理工学研究院, 准教授 (10335995)
• 研究分担者: 岡田 勝行 物質・材料研究機構, ナノセラミックスセンター, 主幹研究員 (10354432)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: カーボン材料 / プラズマ / 半導体 / ラジカル / ナノ粒子

研究概要

ダイヤモンドは超低損失デバイスを実現し、省エネルギー・低環境負荷に貢献できる夢の半導体材料であるが、n型のドーピングが困難である。本研究では、窒素ドープナノダイヤモンド薄膜のもつ特異な粒界伝導特性の制御によって、高いn型伝導性を実証した。またその成果をもとに、ヘテロ構造デバイスの試作と評価を行い、ダイヤモンド超低損失デバイスの実現に必要な技術基盤を確立した。

研究成果

• [雑誌論文] Origin of reverse leakage current in n-type nanocrystalline diamond/p-type silicon heterojunction diodes (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ikeda and K. Teii
  • 雑誌名: Applied Physics Letters Vol.94, 072104 ページ: 1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Origin of low threshold field emission from nitrogen-incorporated nanocrystalline diamond films (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Ikeda and K. Teii
  • 雑誌名: Applied Physics Letters Vol. 94, 143102 ページ: 1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of the sp2 carbon phase on n-type conduction in nanodiamond films (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ikeda, K. Teii, C. Casiraghi, J. Robertson, A.C. Ferrari
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics Vol.104, 073720 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノダイヤモンド膜の形成機構と電気伝導特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田知弘, 堤井君元
  • 雑誌名: 電気学会プラズマ研究会資料 PST-08-66 ページ: 47-51
• [雑誌論文] Conductive and resistive nanocrystalline diamond films studied by Raman spectroscopy (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Teii and T. Ikeda
  • 雑誌名: Diamond and Related Materials Vol.16 ページ: 753-756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase control and electrical properties of undoped and nitrogen-doped nanodiamond films deposited from Ar-rich microwave plasmas (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ikeda, K. Takeguchi, K. Teii
  • 雑誌名: Proceedings of 18th International Symposium on Plasma Chemistry 27P-16(CD-ROM) ページ: 1-4
• [学会発表] n型ナノダイヤモンド膜の形成と電気特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 池田知弘, 堤井君元
  • 学会等名: 第26回プラズマプロセシング研究会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2009-02-02
• [学会発表] ナノダイヤモンド膜の形成機構と電気伝導特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田知弘, 堤井君元
  • 学会等名: 電気学会プラズマ研究会
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 2008-10-31
• [学会発表] Optimization of electron transport properties for fabrication of pn diodes using n-type nanodiamond films (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ikeda and K. Teii
  • 学会等名: 19th European Conference on Diamond, Diamond-Like Materials, Carbon Nanotubes, and Nitrides
  • 発表場所: Sitges, Spain
  • 年月日: 2008-09-08
• [学会発表] ナノダイヤモンド/シリコンヘテロ接合ダイオードの電気特性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田知弘, 堤井君元
  • 学会等名: 第69回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] ナノダイヤモンド薄膜の成長機構とn型伝導特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田知弘, 堤井君元
  • 学会等名: 第25回プラズマプロセシング研究会
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2008-01-25
• [学会発表] Effect of sp^2 carbon phase on electrical properties of nitrogen-doped nanodiamond films (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ikeda and K. Teii
  • 学会等名: 6th Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2007-09-28
• [学会発表] Transition from semiconducting to quasimetallic behaviour in nitrogen-doped nanodiamond films (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ikeda and K. Teii
  • 学会等名: 18th European Conference on Diamond, Diamond-Like Materials, Carbon Nanotubes, and Nitrides
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] Phase control and electrical properties of undoped and nitrogen-doped nanodiamond films deposited from Ar-rich microwave plasmas (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Ikeda, K. Takeguchi, K. Teii
  • 学会等名: 18th International Symposium on Plasma Chemistry
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2007-08-27
• [産業財産権] プラズマCVD法を用いたナノダイヤモンド/アモルファスカーボン複合膜の形成方法 (2007)
  • 発明者名: 堤井君元, 池田知弘
  • 権利者名: 九州大学
  • 産業財産権番号: 特許,特願2007-239742
  • 出願年月日: 2007-09-14