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2014 年度 実績報告書

一次元連結ハイブリッドドットのキャリア輸送・保持制御と高効率発光デバイス創成

研究課題

研究課題/領域番号 25709023
研究機関名古屋大学

研究代表者

牧原 克典  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90553561)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードSi量子ドット
研究実績の概要

サイズおよび価電子を精密制御したIV半導体ナノ結晶(ドット)を自己整合的に一次元縦積み連結することで、一次元トンネル接合シリコン/ゲルマニウム量子ドットを創成し、接合ドット系固有の電子物性やこれに付随する新規機能を実験的に明らかにすることを第一の目標・目的とする。さらには、申請者らが独自考案した金属ナノドット手法を用いて、金属ナノドットと半導体ナノドットが極薄酸化膜を介して一次元トンネル接合したハイブリッドドットを新たに創成し、このハイブリッドドットにおけるキャリアダイナミクスを精査することで、高効率キャリア注入とキャリア閉じ込めを両立できる高輝度エレクトロルミネッセンス(EL)の実現を目指す。

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

本年度は、Si量子ドットの価電子制御が発光特性に及ぼす影響を精査することで、高効率発光への指針が得られた。また、SiO2上に形成した極薄金属積層膜/SiおよびGe構造にリモート水素プラズマ照射することで、シリサイドおよびジャーマナイドナノドットが高密度(面密度: ~10^11/cm^2)に一括形成できることを明らかにした。

今後の研究の推進方策

最終年度は、Ge量子ドットあるいはGeコアSi量子ドットにおける効果的な電子・正孔の閉じ込めを検証するため、Ge系量子ドットのサイズと発光特性の相関を明らかすると共に、初年度・次年度で得られた成果を踏まえ、価制御Si量子ドットあるいはGe系量子ドットと金属シリサイド(ジャーマナイド)ドットが極薄酸化膜を介して接合したハイブリッドドット系において高効率発光に向けた指針を得ると共に、超高密度化に挑戦し、高効率・高輝度ELを実現する。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (28件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Photoluminescence Study of Si Quantum Dots with Ge Core2014

    • 著者名/発表者名
      K. Makihara, K. Kondo, M. Ikeda, A. Ohta and S. Miyazaki
    • 雑誌名

      ECS Transaction

      巻: 64 ページ: 365-370

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Application of remote hydrogen plasma to selective processing for Ge-based devices: Crystallization, etching, and metallization2014

    • 著者名/発表者名
      K. Makihara, M. Ikeda, T. Okada, and S. Miyazaki
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 53 ページ: 11RA02

    • DOI

      doi:10.7567/JJAP.53.11RA02

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Selective Growth of Self-Assembling Si and SiGe Quantum Dots2014

    • 著者名/発表者名
      K. Makihara,M. Ikeda and S. Miyazaki
    • 雑誌名

      IEICE Trans. on Electronics

      巻: E97-C ページ: 393-396

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Formation and Characterization of High Density FeSi Nanodots on SiO2 Induced by Remote2015

    • 著者名/発表者名
      K. Makihara, H. Zhang, A. Ohta, S. Miyazaki
    • 学会等名
      7th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-31
  • [学会発表] Characterization of Electron Field Emission from High Density Self-Aligned Si-Based2015

    • 著者名/発表者名
      D Takeuchi, K. Makihara, A. Ohta, M. Ikeda, S. Miyazaki
    • 学会等名
      7th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-31
  • [学会発表] リモート水素プラズマ支援によるFeシリサイドナノドットの高密度一括形成と磁化特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      張海、牧原克典、大田晃生、壁谷悠希、宮崎誠一
    • 学会等名
      第62回春季応用物理学会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [学会発表] P添加がGeコアSi量子ドットのPL特性に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      近藤圭悟、牧原克典、宮崎誠一
    • 学会等名
      第62回春季応用物理学会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [学会発表] 不純物添加がSi量子ドット多重集積構造のEL特性に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      山田敬久、牧原克典、池田弥央、宮崎誠一
    • 学会等名
      第62回春季応用物理学会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [学会発表] Si量子ドット多重集積構造の電界電子放出特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      竹内大智、牧原克典、大田晃生、池田弥央、宮崎誠一
    • 学会等名
      第62回春季応用物理学会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
  • [学会発表] Characterization of Electroluminescence from Multiply-Stack of Doped Si Quantum Dots2015

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada, K. Makihara, M. Ikada and S. Miyazaki
    • 学会等名
      th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics and JSPS Core-to-Core Program Joint Seminar "Atomically Controlled Processing for Ultralarge Scale Integration"
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-01-29 – 2015-01-30
  • [学会発表] Characterization of Electron Field Emission from High Density Self-aligned Si-based Quantum Dots2015

    • 著者名/発表者名
      D. Takeuchi, K. Makihara, A. Ohta, M. Ikada and S. Miyazaki
    • 学会等名
      th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics and JSPS Core-to-Core Program Joint Seminar "Atomically Controlled Processing for Ultralarge Scale Integration"
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-01-29 – 2015-01-30
  • [学会発表] High Density Formation of Fe-Silicide Nanodots Induced by Remote Hydrogen Plasma2015

    • 著者名/発表者名
      H. Zhang, K. Makihara, A. Ohta, M. Ikada and S. Miyazaki
    • 学会等名
      th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics and JSPS Core-to-Core Program Joint Seminar "Atomically Controlled Processing for Ultralarge Scale Integration"
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-01-29 – 2015-01-30
  • [学会発表] High Density Formation of Mn-Ge Nanodots Induced by Remote Hydrogen Plasma2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Wen, K. Makihara, A. Ohta and S. Miyazaki
    • 学会等名
      th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics and JSPS Core-to-Core Program Joint Seminar "Atomically Controlled Processing for Ultralarge Scale Integration"
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-01-29 – 2015-01-30
  • [学会発表] Photoluminescence Properties of Si Quantum Dots with Ge Core2015

    • 著者名/発表者名
      K. Kondo, K. Makihara and S. Miyazaki
    • 学会等名
      th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics and JSPS Core-to-Core Program Joint Seminar "Atomically Controlled Processing for Ultralarge Scale Integration"
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-01-29 – 2015-01-30
  • [学会発表] リモート水素プラズマ支援によるSiO2上へのFeシリサイドナノドットの高密度一括形成2014

    • 著者名/発表者名
      張海、牧原克典、大田晃生、池田弥央、宮崎誠一
    • 学会等名
      第14回日本表面科学会中部支部研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-12-20 – 2014-12-20
  • [学会発表] Plasma-enhanced Self-assembling Formation of High-density Metallic Nanodots on Ultrathin SiO22014

    • 著者名/発表者名
      K. Makihara and S. Miyazaki
    • 学会等名
      Nagoya University (NU) & Sungkyunkwan University (SKKU) Joint Symposium 2014
    • 発表場所
      Suwon, Korea
    • 年月日
      2014-11-26 – 2014-11-27
    • 招待講演
  • [学会発表] Luminescence Studies of High Density Si-based Quantum Dots2014

    • 著者名/発表者名
      K. Makihara, T. Yamada, K. Kondo and S. Miyazaki
    • 学会等名
      JSPS Core-to-Core Program Workshop "Atomically Controlled Processing for Ultralarge Scale Integration"
    • 発表場所
      Leuven, Belgium
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-13
    • 招待講演
  • [学会発表] Study of Electron Field Emission from High Density Self-aligned Si-based Quantum Dots2014

    • 著者名/発表者名
      D. Takeuchi, K. Makihara, A. Ohta, M. Ikeda and S. Miyazaki
    • 学会等名
      JSPS Core-to-Core Program Workshop "Atomically Controlled Processing for Ultralarge Scale Integration"
    • 発表場所
      Leuven, Belgium
    • 年月日
      2014-11-12 – 2014-11-13
  • [学会発表] Si量子ドット多重集積構造からの電界電子放出特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      竹内大智、牧原克典、大田晃生、池田弥央、宮崎誠一
    • 学会等名
      応用物理学会SC東海地区学術講演会2014
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-11-08 – 2014-11-08
  • [学会発表] GeコアSi量子ドットのフォトルミネッセンス特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      近藤圭悟、牧原克典、池田弥央、宮崎誠一
    • 学会等名
      応用物理学会SC東海地区学術講演会2014
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-11-08 – 2014-11-08
  • [学会発表] 不純物添加Si量子ドット多重集積構造のエレクトロルミネッセンス特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      山田敬久、牧原克典、池田弥央、宮崎誠一
    • 学会等名
      応用物理学会SC東海地区学術講演会2014
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-11-08 – 2014-11-08
  • [学会発表] リモート水素プラズマ支援によるSiO2上へのFeシリサイドドットの高密度形成2014

    • 著者名/発表者名
      張海、牧原克典、大田晃生、池田弥央、宮崎誠一
    • 学会等名
      応用物理学会SC東海地区学術講演会2014
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-11-08 – 2014-11-08
  • [学会発表] High Density Formation of Fe-Silicide Nanodots on SiO2 Induced by Remote H2 Plasma2014

    • 著者名/発表者名
      H. Zhang, K. Makihara, A. Ohta, M. Ikeda and S. Miyazaki
    • 学会等名
      27th International Microprocesses and Nanotechnology Conference
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
  • [学会発表] Photoluminescence Study of Si Quantum Dots with Ge Core2014

    • 著者名/発表者名
      K. Makihara, K. Kondo, M. Ikeda, A. Ohta and S. Miyazaki
    • 学会等名
      226th Meeting of The Electrochemical Society
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2014-10-06 – 2014-10-09
  • [学会発表] Characterization of Electron Emission from High Density Self-aligned Si-Based Quantum Dots by Conducting-Probe Atomic Force Microscopy2014

    • 著者名/発表者名
      D. Takeuchi, K. Makihara, A. Ohta, M. Ikeda, and S. Miyazaki
    • 学会等名
      226th Meeting of The Electrochemical Society
    • 発表場所
      Cancun, Mexico
    • 年月日
      2014-10-06 – 2014-10-09
  • [学会発表] 不純物添加Si量子ドット多重集積構造のエレクトロルミネッセンス2014

    • 著者名/発表者名
      山田敬久、牧原克典、池田弥央、宮崎誠一
    • 学会等名
      第75回秋季応用物理学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
  • [学会発表] リモート水素プラズマ支援によるMn-Ge系ナノドットの高密度一括形成2014

    • 著者名/発表者名
      温映輝、牧原克典、大田晃生、宮崎誠一
    • 学会等名
      第75回秋季応用物理学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
  • [学会発表] P添加Si量子ドット多重集積構造の電界電子放出特性2014

    • 著者名/発表者名
      竹内大智、牧原克典、大田晃生、池田弥央、宮崎誠一
    • 学会等名
      第75回秋季応用物理学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
  • [学会発表] Electroluminescence from Multiply-Stack of Doped Si Quantum Dots2014

    • 著者名/発表者名
      T. Yamada, K. Makihara, M. Ikeda and S. Miyazaki
    • 学会等名
      2014 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      筑波
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-11
  • [学会発表] High Density Formation of Mn and Mn-germanide Nanodots Induced by Remote Hydrogen Plasma2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Wen, K. Makihara, A. Ohta, M. Ikeda and S. Miyazaki
    • 学会等名
      International Union Material Research Society - International Conference in Asia 2014
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-08-24 – 2014-08-30
  • [学会発表] Characterization of electronic charged states of self-aligned coupled Si quantum dots by AFM/KFM Probe Technique2014

    • 著者名/発表者名
      K. Makihara, N. Tsunekawa, M. Ikeda and S. Miyazaki
    • 学会等名
      2014 International SiGe Technology and Device Meeting
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-07
  • [備考] 名古屋大学 大学院工学研究科 量子工学専攻 機能集積デバイス研究室

    • URL

      http://www.nuee.nagoya-u.ac.jp/labs/miyazakilab/

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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