活性金属を用いたシリコン単結晶の低温作製

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20860016
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 金属生産工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 森戸 春彦 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80463800)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• キーワード: 環境材料 / 結晶成長 / 太陽電池 / シリコン / ナトリウム

研究概要

本研究では、太陽電池材料として優れた特性を有するシリコン(Si)結晶を、ナトリウム(Na)金属融液を用いた新しい手法を用いて作製した。NaとSiの状態図を作製し、800～900℃でNa溶液中にSi結晶が溶解することを明らかにした。さらに、NaとSiの溶液中からNaを蒸発させることで単結晶や膜、多孔体、マイクロチューブなど様々な形態のSi結晶を作製することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Double helical silicon microtubes (2010)
  • 著者名/発表者名: 森戸春彦, 山根久典
  • 雑誌名: Angew.Chem., Int.Ed. Vol.49 ページ: 3638-3641
  • 査読あり
• [雑誌論文] Na-Si binary phase diagram and solution growth of silicon crystals (2009)
  • 著者名/発表者名: 森戸春彦, 山田高広, 池田卓史, 山根久典
  • 雑誌名: J.Alloys & Comp. Vol.480 ページ: 723-726
  • 査読あり
• [学会発表] NaとSiの反応におけるNa蒸気圧の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森戸春彦, 唐橋大樹, 山根久典
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] NaSiの生成とNa蒸気圧 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森戸春彦, 唐橋大樹, 山根久典
  • 学会等名: 日本セラミックス協会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-24
• [学会発表] ナトリウムモノシリサイドの合成と評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 白井憲吾, 山田高広, 森戸春彦, 山根久典, 立岡浩一
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 平塚
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] ナトリウムを用いたマクロポーラスシリコンの作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森戸春彦, 唐橋大樹, 山田高広, 山根久典
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Naフラックス法を用いたSi結晶の低温作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 唐橋大樹, 森戸春彦, 山田高広, 山根久典
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] Na溶媒蒸発法によるSi結晶の低温作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森戸春彦, 山田高広, 池田卓史, 山根久典
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 筑波
  • 年月日: 2009-04-01
• [学会発表] Na-Si二元系状態図とSi結晶の低温作製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森戸春彦, 山田高広, 池田卓史, 山根久典
  • 学会等名: 日本金属学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-30
• [学会発表] Na-Si二元系状態図を用いたSi結晶の融液成長 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森戸春彦, 山田高広, 池田卓史, 山根久典
  • 学会等名: セラミックス基礎科学討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2009-01-09
• [図書] セラミックデータブック2008/09「金属ナトリウムを利用したSiCの低温合成」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森戸春彦, 山田高広, 山根久典
  • 総ページ数: 136-139
  • 出版者: 工業製品技術協会
• [備考] 朝日新聞、2010年5月7日「シリコンのねじり棒開発」
• [備考] Tech-On!、2010年4月20日「東北大学、らせん形状をしたSiのマイクロチューブ作製に成功」
  • URL: http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20100420/182006/
• [備考] 日経プレスリリース、2010年4月20日「東北大学、「らせん形状のシリコンマイクロチューブ」作製に成功
  • URL: http://release.nikkei.co.jp/print.cfm?relID=249540
• [備考] 東北大学HP、2010年4月20日「らせん形状のシリコンマイクロチューブ」
  • URL: http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2010/04/press20100420-02.html
• [産業財産権] シリコンの精製方法 (2009)
  • 発明者名: 森戸春彦, 山田高広, 山根久典
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 特許権特願2009-161016
  • 出願年月日: 2009-07-07
• [産業財産権] シリコン結晶の製造方法および太陽電池膜の製造方法 (2008)
  • 発明者名: 森戸春彦, 山田高広, 山根久典
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 特許権特願2008-256932
  • 出願年月日: 2008-10-02
• [産業財産権] 多結晶繊維状シリコンの製造方法および多結晶繊維状シリコン (2007)
  • 発明者名: 森戸春彦, 山根久典, 横島重信
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権番号: 特許権特願2009-230698
  • 出願年月日: 2007-10-02