| 研究課題/領域番号 |
25289043
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| 研究機関 | 九州工業大学 |
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研究代表者 |
宮崎 康次 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70315159)
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| 研究分担者 |
高尻 雅之 東海大学, 工学部, 准教授 (50631818)
矢吹 智英 九州工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70734143)
田中 三郎 日本大学, 工学部, 助教 (30713127)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | ナノマイクロ熱工学 / 低次元半導体 / 熱電変換 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，非常に薄い膜を作製することで低次元半導体の物理現象を利用して，高い熱電特性を得ようとする研究である．昨年度までの結果として，超薄膜を作製しようとすると，表面のラフネスが大きい膜となってしまうため，超薄膜化が困難となっていた．本年度は，蒸着中に基板加熱できるよう装置を改良した．蒸着中の基板加熱により，薄膜の特性を改善できるだけでなく，鏡面状の平滑な薄膜が作製できることが知られている．基板温度を250℃程度としたとき，当初の狙い通り，表面が平坦化して膜厚20nm程度の薄膜が生成できるようになっただけでなく，膜の結晶配向性も改善され，電気伝導度が飛躍的に改善された．
さらに1次元薄膜生成として，凹凸のついた基板に対して薄膜を生成する技術も蓄積している．今年度は，元型となる凹凸ガラス基板に対して，PDMSなどのポリマー薄膜を元型上に生成し，生成後に剥がして凹凸形状が転写されたポリマーを薄膜生成の基板として利用することで1次元形状熱電薄膜の生成にも取り組んだ．大面積化のために基板からポリマーを剥がすノウハウの蓄積は必要であるものの，形状だけで判断すればほぼ目的通りの形状が得られており，今後は上記の基板加熱にも利用可能な耐熱性のあるポリマーの利用が必須となっている．
さらに薄膜生成後にアニール処理することで膜の熱電特性が改善されることは既に得た結果であるが，熱的にアニールしない電子線アニールについても実施し，熱電特性が電子線アニールによっても十分に改善されることを確認した．この技術の利用で熱に弱いポリマー基板上に生成した熱電薄膜の特性改善にも目途がついてきた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
薄膜の超極薄化を実現するための技術として，基板加熱できる装置の改良を行ったこと．さらなる低次元化に向けた凹凸ある基板の生成ノウハウを蓄積したこと．さらに熱的なエネルギー供給を行わない電子線アニール技術の開発を進めたことなど，最終目標へ向けて着実に薄膜生成技術のノウハウを得ていることから，順調に進展していると判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度までに積み上げた超薄膜生成技術，凹凸のある基板利用による１次元半導体の作製，電子線アニールによる熱電薄膜特性の改善を3つの柱として，それらを融合することで最終目標を達成する．
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