金を助触媒とした鉄シリサイド光化学ダイオード

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560018
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 神奈川県産業技術センター
• 研究代表者: 秋山 賢輔 神奈川県産業技術センター, その他部局等, 研究員 (70426360)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 鉄シリサイド / 光化学ダイオード / 可視光 / 光触媒

研究概要

本研究は鉄シリサイド半導体の禁制帯幅が0.80eV以下と狭いこと、及び光吸収係数が1eVで1E+5 /cm以上であることに着目し助触媒として金(Au)を担持した光化学ダイオードを作製し、光触媒効果としての水半分解による水素発生を検討した。
その結果、シリコン表面に金を導入し共晶反応による表面構造改質させた後に、有機金属気層成長（MOCVD）法で合成した鉄シリサイド半導体の結晶欠陥密度の低減をフォトルミネッセンス発光特性より確認した。さらに表面に鉄シリサイド微粒子をシリコン粉末表面に合成しその光触媒特性を評価した結果、紫外光、及び可視光照射下における水の半分解に起因した水素発生を確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Electrical property of (110)-oriented non-doped Mg_2Si films with p-type conduction prepared by RF-magnetron sputtering method (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ogawa, A. Katagiri, M. Matsushima, K. Akiyama, Y. Kimura, H. Uchida and H. Funakubo
  • 雑誌名: Journal of Electronic Materials 巻: vol.43 ページ: 2269-2273
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial growth of (010)-orientedβ-FeSi_2 film on Si(110) substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Akiyama, H. Funakubo and M. Itakura
  • 雑誌名: Materials Research Society Symposium Proceedings 巻: vol.1493 ページ: 407-412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation ofβ-FeSi_2/Si-interface using Ag-coating on Si surface (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Akiyama, S. Motomura, G. Hayashi, H. Funakubo, and M. Itakura
  • 雑誌名: Physica status solidi (c) 巻: vol.10 ページ: 1684–1687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial growth of Mg_2Si film on strontium titanate single crystal (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Akiyama, A. Katagiri, S. Ogawa, M. Matsushima and H. Funakubo
  • 雑誌名: Physica status solidi (c) 巻: vol.10 ページ: 1688–1691
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure analysis ofβ-FeSi_2 grown on Ag-coated Si(001) substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Motomura, G. Hayashi, M. Itakura and K. Akiyama
  • 雑誌名: Physica status solidi (c) 巻: vol.10 ページ: 1815–1818
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1.54μm luminescence of β-FeSi_2 grown on Au-coated Si substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Akiyama, H. Funakubo and M. Itakura
  • 雑誌名: Materials Research Society Symposium Proceedings 巻: vol.1396 ページ: 85-90
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial Indium Tin Oxide Film Deposited on Sapphire Substrate by Solid-Source ECR Plasma (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kaneko, H. Torii, M. Soga, K. Akiyama, M. Iwaya, M. Yoshimoto and T. Amazawa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied. Physics 巻: vol.51 (01AC02) ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photo -luminescence properties of-FeSi_2 grains on Si with coating Au layer (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Akiyama, S. Kaneko, Y. Hirabayashi, K. Yokomizo and M. Itakura
  • 雑誌名: IOP Conference Series : Materials Science and Engineering 巻: vol.18 ページ: 082015 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of post annealing on MgO thin film prepared on silicon(001) substrate in high oxygen pressure and high substrate temperature by pulsed laser deposition (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Kaneko, K. Akiyama, T. Ito, M. Yasui, T. Ozawa, M. Soga, Y. Motoizumi and M. Yoshimoto
  • 雑誌名: IOP Conference Series : Materials Science and Engineering 巻: vol.18 (1-4) ページ: 022018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antireflection coatings with FeSi_2 layer : Application to spectrally selective infrared emitter (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Kaneko, M. Suzuki, K. Nakajima, K. Kimura, K. Akiyama, Y. Harutsugu, H. Wakabayashi, T. Makino
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: vol.11 ページ: 71-74
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoluminescence properties ofβ-FeSi_2 on Cu- or Au-coated Si (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Akiyama, S. Kaneko, T. Ozawa, K. Yokomizo, and M. Itakura
  • 雑誌名: International Conference on Nanotechnology, Optoelectronics and Photonics Proceedings 巻: vol.74 ページ: 90-92
  • 査読あり
• [学会発表] Enhancement of 1.55μm Luminescence ofβ-FeSi_2 Grown from Solvent Phase by Cu-Si and Au-Si Eutectic Reaction on Si Substrate
  • 学会等名: 2011 Materials Research Society Fall Meetings
• [学会発表] 半絶縁性4H-SiC基板上β-FeSi_2薄膜の電気伝導特性
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
• [学会発表] MgO Prepared on Si(001) Substrate : Epitaxial Film & Nano Cube
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
• [学会発表] Au及びCuで表面改質したSi基板上のβ-FeSi_2からのフォトルミネッセンス発光
  • 学会等名: 59回応用物理学関係連合講演会
• [学会発表] スパッタリング法を用いたMg_2Si薄膜の作製と構造評価
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
• [学会発表] Epitaxial Growth of Iron Silicide Thin Film on 4H-SiC
  • 学会等名: 6th International Conference on the Science and Technology for Advanced Ceramics
• [学会発表] Photoluminescence enhancement fromβ-FeSi_2 on Ag-coated Si
  • 学会等名: Solid State Devices and Materials 2012
• [学会発表] Preparation of highly Crystalline Mg_2Si film by RF magnetron sputtering method
  • 学会等名: IUMRS International Conference on advanced Materials 2012
• [学会発表] Direct and indirect recombination radiation fromβ-FeSi_2 epitaxial film
  • 学会等名: 2012 Materials Research Society Fall Meetings
• [学会発表] MOCVD法で合成したβ-FeSi_2薄膜のフォトルミネッセンス発光特性
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
• [学会発表] スパッタリング法によるMg_2Si膜の配向制御とその評価
  • 学会等名: 第73回応用物理学会学術講演会
• [学会発表] AgコートしたSi上への高品質鉄シリサイド薄膜の形成
  • 学会等名: 第60回応用物理学会学術講演会
• [学会発表] AgコートしたSi上に成長させたβ-FeSi_2薄膜の微細構造解析
  • 学会等名: 第60回応用物理学会学術講演会
• [学会発表] 3C-SiC/Si(001)界面における積層欠陥の収差補正TEM解析
  • 学会等名: 第60回応用物理学会学術講演会
• [学会発表] スパッタリング法によるエピタキシャルMg_2Si膜の作製
  • 学会等名: 第60回応用物理学会学術講演会
• [学会発表] スパッタリング法によるMg_2Si膜の作製と評価
  • 学会等名: 第60回応用物理学会学術講演会
• [学会発表] 鉄シリサイド薄膜合成での結晶欠陥低減への試み
  • 学会等名: 第21回シリサイド系半導体研究会
• [学会発表] スパッタリング法によるMg_2Si膜の作製と評価①
  • 学会等名: 第51回セラミックス基礎科学討論会
• [学会発表] スパッタリング法によるMg_2Si膜の作製と評価②
  • 学会等名: 第51回セラミックス基礎科学討論会
• [学会発表] Photoluminescence enhancement fromβ-FeSi_2 on Ag-coated Si
  • 学会等名: Asia-Pacific Conference on Green Technology with Silicides and Related Materials 2013
• [学会発表] Microstructure analysis ofβ-FeSi_2 grown on Ag-coated Si(001) substrate
  • 学会等名: Asia-Pacific Conference on Green Technology with Silicides and Related Materials 2013
• [学会発表] Epitaxial Growth of Mg_2Si Films by RF Magnetron Sputtering Method
  • 学会等名: Asia-Pacific Conference on Green Technology with Silicides and Related Materials 2013
• [学会発表] (110)Si基板上への鉄シリサイド薄膜のエピタキシャル成長
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] AgコートSi(100)基板上に形成したβ-FeSi_2薄膜の時間分解フォトルミネッセンス評価
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] AgコートSi基板上に成長させたβ-FeSi_2薄膜の微細構造解析
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] スパッタ法により合成した高結晶性Mg_2Si膜の電気特性
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] p-type conduction in non-doped epitaxial Mg_2Si thick films prepared by RF magnetron sputtering method
  • 学会等名: 2013 Materials Research Society Fall Meetings
• [学会発表] スパッタリング法によるMg_2Siエピタキシャル膜の作製と熱電特性
  • 学会等名: 第52回セラミックス基礎科学討論会
• [学会発表] Si粒子表面に形成したβ-FeSi_2の光触媒効果による水素生成
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] HRTEMを用いた3C-SiC/Si(001)界面における積層欠陥の解析
  • 学会等名: 物理学会2013秋季大会
• [学会発表] 3C-SiC/Si (001) epitaxial interface and stacking faults clarified by aberration-corrected transmission electron microscopy
  • 学会等名: Frontiers of aberration corrected electron microscopy conference 2013
• [学会発表] Si (001)基板上3C-SiCエピタキシャル薄膜における積層欠陥発生プロセスの収差補正TEM解析
  • 学会等名: 物理学会第69回年次大会
• [学会発表] Growth of epitaxial Mg_2Si thick films by RF sputtering method and their thermoelectric property
  • 学会等名: The 32nd International conference on Thermoelectrics
• [図書] シリサイド系半導体の科学と技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前田佳均編著, 秋山賢輔, 他
  • 総ページ数: 250
  • 出版者: 裳華房
• [備考]
  • URL: http://www.kanagawa-iri.go.jp/kitri/kouhou/
• [産業財産権] 鉄シリサイド半導体、鉄シリサイド半導体薄膜の製造方法、並びに発光素子及び受光素子 (2014)
  • 発明者名: 秋山賢輔, 他
  • 権利者名: 神奈川県
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2014-28804
  • 出願年月日: 2014-02-18
  • 外国
• [産業財産権] 光触媒複合材料 (2011)
  • 発明者名: 秋山賢輔, 他
  • 権利者名: 神奈川県
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2011-072534
  • 出願年月日: 2011-03-29
  • 外国