• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2023 Fiscal Year Annual Research Report

温度可変ラマン分光法によるSiGe混晶の微視的な熱伝導機構解明に関する研究

Research Project

Project/Area Number 21K14201
Research InstitutionMeiji University

Principal Investigator

横川 凌  明治大学, 理工学部, 助教 (10880619)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsラマン分光法 / ナノ構造
Outline of Annual Research Achievements

シリコンゲルマニウム(SiGe)混晶の微小領域における温度測定を確立すべく、フォノンエネルギーを直接観測することができるラマン分光法による温度評価を実施した。具体的には高フォノンエネルギー(ラマンシフト)分解能を有する顕微ラマン分光装置を用い、SiGeラマンスペクトルの温度依存性の取得を試みた。
ラマンシフトと温度の関係(dω/dT)を高精度に得るため、前年度ではチョクラルスキーおよび飽和溶融帯移動法で作製された高品質単結晶バルクSiGeを用い、室温から300℃の範囲でdω/dTを導出した。結果、dω/dTは線形関係を有し、温度上昇に伴いSiGeのラマンスペクトルが低エネルギー(低波数)側にシフトすることを確認した。SiGeのラマンスペクトルは主にSi-Si、Si-Ge、Ge-Ge振動モードに分類することができ、どのモードにおいてもdω/dTはGe組成に概ね依存せず、各振動モード特有の一定値を有することを明らかにした。
今年度は前年度に導出したSiGeのdω/dTとレーザパワー掃引ラマン分光法を組み合わせることで、ラマンスペクトルからSiGe微細構造(ナノワイヤ、ナノドット)の温度測定を検討した。一例として高Ge組成SiGeナノワイヤを測定した結果、レーザパワー上昇に伴いラマンスペクトルが低波数側にシフトしていることが確認された。このラマンスペクトルの振舞いは、レーザから誘起される局所加熱によって試料内の温度が上昇し、非調和振動が支配的になったことによるシフトだと考えられる。以上より、SiGeラマンスペクトルを適切に用いることで微細構造を有したSiGe混晶の熱伝導特性評価に有効であると考えている。

  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Local thermal conductivity properties of a SiGe nanowire observed by laser power sweep Raman spectroscopy2024

    • Author(s)
      Sugawa Sho、Yokogawa Ryo、Ogura Atsushi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 63 Pages: 02SP68~02SP68

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ad1bc0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Determination of Ge-fraction-shift coefficients for Raman spectroscopy in all vibration modes investigated by single-crystalline bulk SiGe and its application to strain evaluation in SiGe film grown on substrate2024

    • Author(s)
      Yokogawa Ryo、Sugawa Sho、Yonenaga Ichiro、Arai Yasutomo、Ogura Atsushi
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 63 Pages: 035503~035503

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ad29db

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Temperature Dependence of Raman Peak Shift in Single-Crystalline Silicon-Germanium2023

    • Author(s)
      Sugawa Sho、Yokogawa Ryo、Yoshioka Kazutoshi、Arai Yasutomo、Yonenaga Ichiro、Ogura Atsushi
    • Journal Title

      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      Volume: 12 Pages: 064004~064004

    • DOI

      10.1149/2162-8777/acdffa

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] SiGeラマンスペクトルの非対称ブロードニングに関する考察2024

    • Author(s)
      横川 凌, 寿川 尚, 前田 唯葉, 荒井 康智, 米永 一郎, 小椋 厚志
    • Organizer
      第71回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 液浸ラマン分光法による高Ge濃度SiGe薄膜のラマンスペクトルに現れるブロードピークの温度依存性評価2023

    • Author(s)
      前田 唯葉, 横川 凌, 小椋 厚志
    • Organizer
      第7回フォノンエンジニアリング研究会
  • [Presentation] レーザパワー掃引ラマン分光法によるSiGeナノワイヤの熱伝導特性評価2023

    • Author(s)
      寿川 尚, 横川 凌, 小椋 厚志
    • Organizer
      第7回フォノンエンジニアリング研究会
  • [Presentation] 3次元自己組織化多層SiGeナノドットのフォノン散乱評価2023

    • Author(s)
      横川 凌, 寿川 尚, 前田 唯葉, 伊藤 佑太, 山下 雄一郎, Wen Wei-Chen, 山本 裕司, 小椋 厚志
    • Organizer
      第7回フォノンエンジニアリング研究会
  • [Presentation] ラマン分光法によるSiGeナノワイヤの熱伝導測定2023

    • Author(s)
      寿川 尚, 横川 凌, 小椋 厚志
    • Organizer
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] 3次元自己組織化多層SiGeナノドットの熱物性2023

    • Author(s)
      横川 凌, 寿川 尚, 前田 唯葉, 伊藤 佑太, 山下 雄一郎, Wen Wei-Chen, 山本 裕司, 小椋 厚志
    • Organizer
      第84回応用物理学会秋季学術講演会
  • [Presentation] Local Thermal Conductivity Properties of SiGe Nanowire Observed by Laser Power Sweep Raman Spectroscopy2023

    • Author(s)
      S. Sugawa, R. Yokogawa, A. Ogura
    • Organizer
      36th International Microprocess and Nanotechnology Conference 2023 (MNC2023)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi