超高密度転位構造を利用した磁気機能デバイスの探索

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656380
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 金属物性
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 米永 一郎 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (20134041)
• 研究分担者: 大野 裕 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (80243129) ; 徳本 有紀 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (20546866)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 半導体物性 / 転位ナノ物性 / 物性制御 / 金属不純物

研究概要

半導体結晶での欠陥-不純物反応に関する知識を基盤として、シリコン結晶中に高密度に導入された転位欠陥に沿って強磁性不純物のナノ構造複合体を形成し、磁気機能性を有する新しいデバイスを構築するための基礎研究を進めた。高密度の転位を有すシリコン結晶の表面からMn不純物を拡散侵入させることで、厚さ約1 μmのMnSi1.75　の合金層が有効に形成されることが見出された。

研究成果

• [雑誌論文] Czochralski growth of heavily tin-doped Si crystals (2014)
  • 著者名/発表者名: I. Yonenaga, T. Taishi, K. Inoue, R. Gotoh, K. Kutsukake, Y. Tokumoto and Y. Ohno
  • 雑誌名: J. Crystal Growth 巻: 395 ページ: 94-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] Czochralski growth of heavily indium-doped Si crystals and co-doping effects of group-IV elements (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Inoue, T. Taishi, Y. Tokumoto, K. Kutsukake, Y. Ohno, T. Ohsawa, R. Gotoh and I. Yonenaga
  • 雑誌名: J. Crystal Growth 巻: 393 ページ: 45-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dislocation activities in Si under high-magnetic-field (2013)
  • 著者名/発表者名: I. Yonenaga, Y. Ohno, Y. Tokumoto and K. Kutsukake
  • 雑誌名: Proceedings of 4th International Conference on Fundamental Properties of Dislocations ページ: 29-32
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-dimensional evaluation of gettering ability of Σ3{111} grain boundaries in silicon by atom probe tomography combined with transmission electron microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, K. Inoue, Y. Tokumoto, K. Kutsukake, I. Yonenaga, N. Ebisawa, H. Takamizawa, K. Inoue, Y. Nagai, H. Yoshida and S. Takeda
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 103 ページ: 102102(1-4)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth of Heavily Indium doped Si Crystals by Co-Doping of Neutral Impurity Carbon or Germanium (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Inoue, Y. Tokumoto, K. Kutsukake, Y. Ohno and I. Yonenaga
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 508 ページ: 220-223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Doping effects on the stacking faults in silicon crystals (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, Y. Tokumoto and I. Yonenaga
  • 雑誌名: Thin Solid Films 巻: 520 ページ: 3296-3299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of dopant atoms with stacking faults in silicon (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, Y. Tokumoto, H. Taneichi, I. Yonenaga, K. Togase and S. Nishitani
  • 雑誌名: Physica B 巻: 407 ページ: 3006-3008
  • 査読あり
• [学会発表] シリコン中におけるΣ 9{114}粒界と不純物の相互作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大野裕, 井上海平, 沓掛健太朗, 米永一郎, 海老澤直樹, 高見澤悠, 清水康雄, 井上耕治, 永井康介
  • 学会等名: 日本物理学会2014春
  • 発表場所: 平塚
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 高密度に転位を導入したSi 結晶へのMn 拡散によるMnSi 合金層形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 後藤頼良, 大野裕, 米永一郎
  • 学会等名: 第43回結晶成長国内会議
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 20131106-08
• [学会発表] Three-dimensional impurity distribution at sigma-3{111} grain boundaries in Si by atom probe tomography combined with transmission electron microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, K. Inoue, Y. Tokumoto, K. Kutsukake, I. Yonenaga, N. Ebisawa, H. Takamizawa, Y. Shimizu, K. Inoue, Y. Nagai, H. Yoshida and S. Takeda
  • 学会等名: 12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures
  • 発表場所: Tsukuba (Japan)
  • 年月日: 20131104-08
• [学会発表] Growth of heavily indium doped Si (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Inoue, Y. Tokumoto, K. Kutsukake, Y. Ohno and I. Yonenaga
  • 学会等名: The 19th American Conference on Crystal Growth
  • 発表場所: Keystone (USA)
  • 年月日: 20130721-26
• [学会発表] Cu precipitation in CZ-Si crystals heavily doped with p-type dopant (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, K. Inoue, K. Kutsukake, Y. Tokumoto, I. Yonenaga, H. Yoshida, S. Takeda, R. Taniguchi and S. R. Nishitani
  • 学会等名: The 12th Asia Pacific Physics Conference
  • 発表場所: Chiba (Japan)
  • 年月日: 20130714-19
• [学会発表] 塑性変形Si 結晶における転位を応用した不純物拡散挙動の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 後藤頼良, 沓掛健太朗, 徳本有紀, 大野裕, 米永一郎
  • 学会等名: 東北大学研究所連携プロジェクト平成24年度報告会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-02-05
• [学会発表] Czochralski growth of highly In doped Si -Effect of co-doping of C and Ge- (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Inoue, Y. Ohno, K. Kutsukake, Y. Tokumoto and I. Yonenaga
  • 学会等名: 7th International Workshop on Modeling of Crystal Growth
  • 発表場所: Taihei (Taiwan)
  • 年月日: 20121028-31
• [学会発表] Dislocation Activities in Si under high-magnetic-field (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Yonenaga, Y. Ohno, Y. Tokumoto and K. Kutsukake
  • 学会等名: 4th International Conference on Fundamental Properties of Dislocations
  • 発表場所: Budapest (Hungary)
  • 年月日: 20120827-31
• [学会発表] Formation of BCC-Cu3Si in CZ-Si (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, T. Ohsawa, K. Inoue, K. Kutsukake, Y. Tokumoto, I. Yonenaga, H. Yoshida, S. Takeda, R. Taniguchi and S. R. Nishitani
  • 学会等名: 14th International Conference on Extended Defects in Semiconductors
  • 発表場所: Thessaloniki (Greece)
  • 年月日: 20120624-29
• [学会発表] Interaction energy of dopant atoms with stacking faults in Si (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, Y. Tokumoto, I. Yonenaga, K. Togase and S. R. Nishitani
  • 学会等名: The European Materials Research Society Spring Meeting
  • 発表場所: Strasbourg (France)
  • 年月日: 20120514-18
• [学会発表] 高濃度ボロン添加シリコンにおける銅析出物の形成について (2012)
  • 著者名/発表者名: 大澤隆亨, 大野裕, 徳本有紀, 沓掛健太朗, 井上海平, 米永一郎
  • 学会等名: 日本物理学会2012春季大会
  • 発表場所: 西宮
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] 高濃度ボロン添加シリコンにおける銅析出物の研究 その2 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大澤隆亨, 大野裕, 太子敏則, 徳本有紀, 成田一生, 井上海平, 米永一郎
  • 学会等名: 日本物理学会 2011秋季大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] Interaction of dopant atoms with stacking faults in Si (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno, Y. Tokumoto, H. Taneichi, I. Yonenaga, K. Togase and S. Nishitani
  • 学会等名: 26th International Conference on Defects in Semiconductors
  • 発表場所: Nelson (New Zealand)
  • 年月日: 20110717-22