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2010 年度 実績報告書

パルス励起プロセスを用いたナノ結晶構造体の能動的制御

研究課題

研究課題/領域番号 21510120
研究機関甲南大学

研究代表者

梅津 郁朗  甲南大学, 理工学部, 教授 (30203582)

研究分担者 吉田 岳人  阿南高専, 教授 (20370033)
杉村 陽  甲南大学, 理工学部, 教授 (30278791)
キーワードレーザーアブレーション / ナノ結晶 / 非平衡プロセス / レーザープロセッシング / 結晶成長 / プルーム
研究概要

本年度はプルームの振る舞いを遅延時間、バックグラウンドガス圧、レーザーフルーエンス、基板・ターゲット間距離等を変化させてGeとSiの2プルームの衝突を観察し、衝突過程を明らかにしていくことと、実際に堆積を行い、その構造を解析することが目標であった。まず衝突を観察するのに最適なレーザーフルーエンスと基板・ターゲット間距離を設定しその後に遅延時間とバックグラウンドガス圧を変化させた。Geに対してSiの遅延時間を長くすると衝突時にGeの一価イオンの再発光の強度が減少し、中性種の再発光の強度が強くなった。これはGe種が比較的安定した後にSiの原子種と衝突したことを意味し、遅延時間の効果があることを示唆する。堆積物の評価はしていないもののコアシェル構造が形成されている可能性もある。また、遅延時間を0秒とし、照射のタイミングを一致させ、バックグラウンドガス圧を変化させたところ、低ガス圧では衝突時にSiとGeの原子種が混合することが確認されたが、高ガス圧においては二つの原子種は空間的に分離されやすいことが分かった。低ガス圧においても、高ガス圧においてもナノ粒子の生成が確認され、生成したナノ粒子の微小領域での組成分析を透過型電子顕微鏡とエネルギー分散形X線分光器を用いて行った。その結果、低ガス圧では組成比は測定場所にかかわらずほぼ一定であったにもかかわらず、高ガス圧では組成比のばらつきが大きかった。この結果は低ガス圧では混晶ナノ粒子が形成され、高ガス圧では混合ナノ粒子が形成されると言う筆者の予想と矛盾しない。以上のように、現状では構造解析が十分ではないものの少なくとも遅延時間とガス圧の制御によって、堆積構造が制御可能であることを明らかにしたことが重要な結果である。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (14件)

  • [雑誌論文] Preparation of single crystalline silicon layer supersaturated with sulfur by pulsed YAG laser melting method2011

    • 著者名/発表者名
      S.Nakagawa, M.Naito, A.Kohno, T.Yoshida, A.Sugimura, J.M.Warrender, J.Williams, S.Charnvanichborikarn, M.Aziz, I.Umezu
    • 雑誌名

      Mem.Konan Univ..Sci. & Eng.Ser.

      巻: 57 ページ: 29-34

  • [雑誌論文] Synthesis of InTaO_4-based nanocrystallites by reactive pulsed laser ablation and photocatalystic properties2011

    • 著者名/発表者名
      H.Toyoyama, T.Yoshida, I.Umezu, A.Sugimura
    • 雑誌名

      Mem.Kanan Univ., Sci. & Eng.

      巻: 57 ページ: 1-15

  • [雑誌論文] Effect of Non-equihbrium Pulsed Ejection of Si Species into Background Gas on the Formation of Si Nanocrystallite and Nanocrystal-film2011

    • 著者名/発表者名
      I.Umezu, S.Okubo, A.Sugimura
    • 雑誌名

      Mater.Res.Soc.Symp.Proc.

      巻: 1305 ページ: aa17-36 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Emission induced by collision of two plumea during pulsed laser ablation2010

    • 著者名/発表者名
      I.Umezu, S.Yamamoto, A.Sugimura
    • 雑誌名

      Applied Physics A

      巻: 101 ページ: 133-136

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ガス中パルスレーザアブレーションでのSiナノ構造の生成過程に対するパルス励起の効果2010

    • 著者名/発表者名
      梅津郁朗
    • 雑誌名

      レーザ加工学会誌

      巻: 17 ページ: 7-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strong mid-infrared optical absorption emerged by supersaturated sulfur doping in silicon wafer

    • 著者名/発表者名
      I.Umezu, A.Kohno, J.M.Warrender, Y.Takatori, Y.Hirao, S.Nakagawa, A.Sugimura, S.Charnvanichborikarn, J.S.Williams, M.J.Aziz
    • 雑誌名

      Proceedings of 30^<th> International Conference on the Physics of Semiconductors

      巻: (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of GaN nanocrystallites by pulsed laser ablation in background gas of pure N_2

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshida, S.Kakumoto, I.Umezu, A.Sugimura
    • 雑誌名

      Appl.Phys.A

      巻: (印刷中)

    • 査読あり
  • [学会発表] 硫黄を過飽和ドープしたSi単結晶の中赤外吸収の温度依存特性2011

    • 著者名/発表者名
      高松義弘, 香野淳, Warrender J.M., Charnvanichborikarn S., Aziz M.J., 杉村陽, 梅津郁朗
    • 学会等名
      応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] Au25超クラスターからの発光機構2011

    • 著者名/発表者名
      坂永勇, 松末和憲, 稲田貢, 齊藤正, 川崎英也, 岩崎泰彦, 山田俊樹, 梅津郁朗, 杉村陽
    • 学会等名
      応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] 酸素ガス中のパルスレーザーアブレーション法(PLA)によるTiO_2ナノ結晶構造の制御2011

    • 著者名/発表者名
      八木信賢, 角本宗一郎, 梅津郁朗, 杉村陽, 吉田岳人
    • 学会等名
      応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] ダブルレーザーアブレーション法による複合ナノ粒子の創成2011

    • 著者名/発表者名
      延澤功一郎, 横山泰寛, 福本臣吾, 杉村陽, 梅津郁朗
    • 学会等名
      応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] 室温におけるPドープSiナノ結晶集合体の光伝導特性2011

    • 著者名/発表者名
      寺嶋秀, 小泉亮太, 稲田貢, 齊藤正, 梅津郁朗, 杉村陽
    • 学会等名
      応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] 反応性ガス中レーザーアブレーションによる化合物半導体ナノ結晶の創製-可視光応答型光触媒を目指して-2011

    • 著者名/発表者名
      吉田岳人, 梅津郁朗, 杉村陽
    • 学会等名
      応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-03-24
  • [学会発表] Effect of Non-equilibrium Pulsed Ejection of Si Species into Background Gas on the Formation of Si Nanocrystallite and Nanocrystal-film2010

    • 著者名/発表者名
      I.Umezu, S.Okubo, A.Sugimura
    • 学会等名
      MRS fall meeting
    • 発表場所
      Boston USA
    • 年月日
      2010-12-02
  • [学会発表] 酸素ガス中のパルスレーザーアブレーション法(PLA)によるTiO_2ナノ結晶集合体構造の制御2010

    • 著者名/発表者名
      八木信賢, 梅津郁朗, 杉村陽, 吉田岳人
    • 学会等名
      応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] 反応性パルスレーザーアブレーション法によるGaNナノ結晶の作製II2010

    • 著者名/発表者名
      角本宗一郎, 梅津郁朗, 杉村陽, 吉田岳人
    • 学会等名
      応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-15
  • [学会発表] パルスレーザーメルティング(PLM)法により作製したカルコゲン過飽和ドープSiの赤外光吸収と局所構造の相関2010

    • 著者名/発表者名
      香野淳, 岡島敏浩, 田尻恭之, 隅谷和嗣, S.Charnvanichborikarn, J.M.Warrender, J.S.Williams, 梅津郁朗, M.J.Aziz
    • 学会等名
      応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] Siナノ結晶集合体の光伝導特性2010

    • 著者名/発表者名
      寺嶋秀, 小泉亮太, 稲田貢, 齊藤正, 梅津郁朗, 杉村陽
    • 学会等名
      応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] Au25超クラスターの高次バンドの吸収による励起発光スペクトル2010

    • 著者名/発表者名
      坂永勇, 松末私憲, 稲田貢, 齊藤正, 川崎英也, 岩崎泰彦, 梅津郁朗, 杉村陽
    • 学会等名
      応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2010-09-14
  • [学会発表] Synthesis of gallium nitride nanocrystallites by pulsed laser ablation in background gas of pure nitrogen2010

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshida, S.Kakumoto, A.Sugimura, I.Umezu
    • 学会等名
      7^<th> International Conference on Photo-excited Processes and Applications
    • 発表場所
      Kobenhavn Denmark
    • 年月日
      2010-08-16
  • [学会発表] Strong mid-infrared optical absorption emerged by supersaturated sulfur doping in silicon wafer2010

    • 著者名/発表者名
      I.Umezu, A.Kohno, J.M.Warrender, Y.Takatori, Y.Hirao, S.Nakagawa, A.Sugimura, S.Charnvanichborikarn, J.S.Williams, M.J.Aziz
    • 学会等名
      30th International Conference on the Physics of Semiconductors
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2010-07-29

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公開日: 2012-07-19  

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