半導体ナノワイヤーアレイの電気化学的テーラリングと光エネルギーデバイスへの応用

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360363
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 本間 敬之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (80238823)
• 研究分担者: 福中 康博 早稲田大学, ナノ理工学研究機構, 教授 (60111936)
• 連携研究者: ミランダ カエタノ 京都大学, 工学研究科, 助教 (30456800)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 電気化学反応 / シリコン電析 / 光エネルギーデバイス / 反応解析 / ナノ構造創製

研究概要

イオン液体中でSi薄膜電析を行うことのできる新規なプロセスを確立し,その析出過程をEQCM, TEMやRamanを用いて解析した.その結果,析出したSi薄膜はアモルファスであることや,薄膜内へのイオン液体の巻き込み現象を確認した.更にUVナノインプリントリソグラフィー法により形成した150nm径の孔を規則配列形成したパターン基板をテンプレートに用いて電析を行い,均一なSiナノドットアレイの形成にも成功した.

研究成果

• [雑誌論文] Initial catalyzation analysis of electroless NiP nanoimprinting mold replicated from self-assembled monolayer modified nanopatterns (2012)
  • 著者名/発表者名: C-P. Lin, M. Saito, T. Homma
  • 雑誌名: Electrochim. Acta 巻: 82 ページ: 75-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical Analysis of Catalytic Activity of Metal Surfaces on Reaction of Hypophosphite Ion (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Kunimoto, H. Nakai, T. Homma
  • 雑誌名: Electrochemistry 巻: 80(3) ページ: 126-131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density Functional Theory Analysis for Orbital Interaction between Hypophosphite Ions and Metal Surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kunimoto, H. Nakai, T. Homma
  • 雑誌名: J. Electrochem. Soc., J. Electrochem. Soc 巻: 158(10) ページ: D626-D633
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density Functional Theory Analysis of Reaction Mechanism of Hypophosphite Ions on Metal Surfaces (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Kunimoto, T. Shimada, S. Odagiri, H. Nakai, T. Homma
  • 雑誌名: J. Electrochem. Soc 巻: 158(9) ページ: D585-D589
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Calculation of Transient Current Density Distribution along Vertical Plane Electrode in CuSO4-H2SO4 Electrolyte Solution (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Kawai, Y. Fukunaka, S. Kida
  • 雑誌名: J. Electrochem. Soc 巻: 157(3) ページ: F40-F48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbothermic Reduction of Amorphous Silica Refined from Diatomaceous Earth (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Hakamada, Y. Fukunaka, T. Oishi, T. Nishiyama, H. Kusuda
  • 雑誌名: Metall. Mater. Trans. B 巻: 41(2) ページ: 350-358
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical etching process to tune the diameter of arrayed deep pores by controlling carrier collection at a semiconductor- electrolyte interface (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Sato, T. Yamaguchi, T. Isobe, S. Shoji, T. Homma
  • 雑誌名: Electrochem. Comm 巻: 12 ページ: 765-768
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of nanodot array using electrochemical deposition processes (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Ouchi, Y. Arikawa, Y. Konishi, T. Homma
  • 雑誌名: Electrochim. Acta 巻: 55 ページ: 8081-8086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transient mass transfer rate of Cu2+ ion caused by copper electrodeposition with alternating electrolytic current (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Kawai, M. Ogawa, K. Ishibashi, Y. Kondo, T. Matsuoka, T. Homma, Y. Fukunaka, S. Kida
  • 雑誌名: Electrochim. Acta 巻: 55(12) ページ: 3987-3994
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure Formation within Films of Silicon using Electrochemical Anodization (2010)
  • 著者名/発表者名: J. B. Ratchford, M. Saito, T. Homma
  • 雑誌名: Trans. Mat. Res. Soc 巻: 35(1) ページ: 69-72
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Grade Silica Refined from Diatomaceous Earth for Solar-Grade Silicon Production (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Bessho, Y. Fukunaka, H. Kusuda, T. Nishiyama
  • 雑誌名: Energy Fuels 巻: 23(8) ページ: 4160-4165
  • 査読あり
• [雑誌論文] Raman Microscopy and Scanning Surface Potential Microscopy Analysis of Nanoscale Defects on Si Wafer Surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Homma, M. Kato, N. Kubo, K. Sakata, M. Yanagisawa
  • 雑誌名: J. Electrochem. Soc 巻: 156(6) ページ: H475-H478
  • 査読あり
• [学会発表] Silicon Bonding State in Films Electrodeposited from SiCl_4 in Ionic Liquid (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Komadina, T. Akiyoshi, Y. Ishibashi, X. Wang, Y. Fukunaka, P. Pianetta, T. Homma
  • 学会等名: 222^<nd> Meeting of the Electrochemical Society
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2012-10-10
• [学会発表] Electrodeposition of Si nanopatterns from ionic liquid (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Homma
  • 学会等名: 9th International Symposium on Electro- chemical Micro & Nanosystem Technology
  • 発表場所: Linz, Austria, Keynote
  • 年月日: 2012-08-16
• [学会発表] Electrochemical Fabrication of Magnetic Nanodot Arrays (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Homma, A. Takami, M. Kunimoto
  • 学会等名: 12^<th> International Fischer Symposium
  • 発表場所: Lubeck, Germany, (Invited)
  • 年月日: 2012-06-04
• [学会発表] Progress in Nanowire Growth and Mechanistic Analysis of Silicon Electrodeposition in Ionic Liquid (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Komadina, T. Akiyoshi, Y. Ishibashi, Y. Fukunaka, P. Pianetta, T. Homma,
  • 学会等名: 221^<st> Meeting of the Electrochemical Society
  • 発表場所: Seattle, USA
  • 年月日: 2012-05-07
• [学会発表] Templated electro- deposition of Si nanowires from ionic liquid (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Homma, J. Komadina, Y. Nakano, T. Akiyoshi, Y. Ishibashi, Y. Nishimura, T. Nishida, Y. Fukunaka
  • 学会等名: 220^<th> Meeting of the Electrochemical Society
  • 発表場所: Boston, USA, (Invited)
  • 年月日: 2011-10-10
• [学会発表] Electrochemical Fabrication of Functional Micro/Nano Structures (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Homma, J. Komadina, M. Kunimoto, Y. Fukunaka
  • 学会等名: International Symposium on Renewable energy & Materials Tailoring
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-09-19
• [学会発表] Electrochemical Fabrication of Functional Micro/Nanostructures: Process Development and Mechanistic Understandings (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Homma
  • 学会等名: 218^<th> Meeting of the Electrochemical Society
  • 発表場所: Las Vegas, USA, Award Lecture
  • 年月日: 2010-10-13
• [学会発表] Investigation of Electroless Deposition Process using DFT Calculation: Catalytic Effect of Metal Surface (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Homma, M. Kunimoto, R. Kinoshita, A. Otomo, H. Nakai
  • 学会等名: 218^<th> Meeting of the Electrochemical Society
  • 発表場所: Las Vegas, USA, (Invited)
  • 年月日: 2010-10-12
• [学会発表] Electroless-deposited NiP nanoarrays for nanoimprint replicated from a SiO2 (2010)
  • 著者名/発表者名: C-P. Lin, M. Saito, J. B. Ratchford, T. Homma
  • 学会等名: The 7^<th> Asian Conference on Electrochemistry
  • 発表場所: Kumamoto, Japan
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] Density Functional Theory Study on the Oxidation Reactivity of Hypophosphite Ion as a Reductant for Electroless Deposition Process (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Kunimoto, H. Nakai, T. Homma
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2010-04-26
• [学会発表] Electrochemical approaches for fabrication of micro/nano scale functional structures and devices (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Homma
  • 学会等名: 1^<st> Ertl Symposium on Electrochemistry and Catalysis
  • 発表場所: Gwangju, South Korea, (Invited)
  • 年月日: 2010-04-16
• [学会発表] The electrochemical formation mechanism of silicon in nanoaqueous solvents (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Nishimura, T. Nishida, C. Miranda, Y. Fukunaka, T. Nohira, R. Hagiwara
  • 学会等名: 216^<th> Meeting of the Electrochemical Society
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] Fabrication of Magnetic Nanodot Array using Electrochemical Deposition Processes (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Homma, T. Ouchi, Y. Arikawa, C-P. Lin, T. Kuno, J. Mizuno, S. Shoji
  • 学会等名: 60^<th> Annual Meeting of International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: Beijing, China, Keynote
  • 年月日: 2009-08-19
• [学会発表] Electrochemical Approaches for Micro and Nano Scale Fabrication of Arrayed Functional Structures (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Homma, T. Ouchi, Y. Arikawa, K. Uzawa
  • 学会等名: 17^<th> Inter- national Conference on Composites or Nano Engineering
  • 発表場所: Honolulu, USA, (Invited)
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Electrochemical Characterization of Strained Si Crystal Surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Homma, K. Sakata
  • 学会等名: 215^<th> Meeting of the Electrochemical Society
  • 発表場所: San Francisco, USA, (Invited)
  • 年月日: 2009-05-28
• [学会発表] Characterization and Modeling of Electroless Deposition Process using DFT Calculation (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Homma, M. Kunimoto, A. Mieno, H. Nakai
  • 学会等名: 215^<th> Meeting of the Electrochemical Society
  • 発表場所: San Francisco, USA, (Invited)
  • 年月日: 2009-05-26
• [備考]
  • URL: http://www.sci.waseda.ac.jp/english/researchprofiles/advanced/subject07_1.html