自由に組成制御されたスズ系三元半導体混晶の開発と熱電発電応用の検討

成分自由控制的锡基三元半导体混晶的开发及温差发电应用研究

• 批准号: 21K04137
• 负责人: 志村 洋介
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04137/
• 关键词: SiSn; 多結晶SiGeSn; Snナノドット; 結晶核; スズ; ゲルマニウム; シリコン; 混晶; 熱電変換

粒界および重いSn原子による熱伝導率の低減が期待される多結晶シリコンゲルマニウムスズ(SiGeSn)三元混晶の形成とその組成制御に向け、本年度は主に結晶化プロセスおよび混晶化プロセスを分離した新たな成長手法を用いた、多結晶SiGeSn薄膜の形成技術開発に関する研究を行った。酸化シリコン(SiO2)上に自己整合的に形成される結晶スズナノドット(Sn-ND)を結晶核として用いてSiおよびGeを同時に堆積した場合、GeとSnが優先的に結晶化し、Siが非晶質のまま取り残されるのに対し、Sn-ND上にSiを堆積および固相成長・結晶化した多結晶SiSnを予め形成し、これを結晶核として後発的にGeを固相成長させ混晶化した場合に薄膜全体が結晶化可能であることが示された。成長直後の結晶の格子置換位置Si組成およびSn組成はそれぞれ10.8%および3.5%であり、300度における後熱処理によってそれぞれ32.1%および12.1%に増大可能であることが示された。この組成は、多結晶SiGeSnの組成として最も高く、非平衡成長による組成増大が比較的容易な単結晶SiGeSnで報告されている組成を超えている。結晶化温度の高いSiをSn-NDを用いて低温(225度)で結晶化可能である点および、これを結晶核としたGeの低温固相反応による高Si, Sn組成多結晶SiGeSn形成させることが可能である点について学術論文にまとめた。

It is expected that the formation of ternary mixed crystals (SiGeSn) is responsible for the formation of multi-crystal (SiGeSn) ternary mixed crystals. This year, the main results are crystallization, crystallization, mixed crystallization, separation, growth, and development of polycrystalline SiGeSn thin films. The formation of self-integrated mechanical properties on acidified SiO2 (SiO2) is characterized by the formation of self-integrated mechanical properties (Sn-ND). The nucleation of nuclei is combined by the simultaneous Ge of thermal Sn, the crystallization of Ge, the crystallization of non-crystalline Si, the solid phase growth of Sn-ND Si, and the prediction of the formation of solid phase growth. After nucleation, the Ge solid phase growth and the mixed crystallization of the composite thin films may be characterized by the crystallization of the whole film. After growing up, the crystal lattice is located in the Si. The Sn is 10.8%, 3.5%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 12.1%, 32.1%, 32.1%, 12.1%, 32.1%, 32.1%, 12.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 12.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 12.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 12.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 12.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 12.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 12.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 12.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1%, 32.1% It is easy to analyze the composition of the alloy, the multi-crystal SiGeSn, the highest temperature of the non-equilibrium growth phase and the high ratio of the non-equilibrium growth temperature. the SiGeSn report reports that the temperature of the alloy forms the highest temperature. Results the crystallization temperature is high, the Si temperature is high, the Sn-ND temperature is 225C, the crystallization temperature is high, the nucleation temperature is Ge, the solid phase reaction temperature is high, the Sn is composed of multi-crystal SiGeSn, the temperature is high, the temperature is high, and the temperature is high.

项目成果

Sn-nanodots mediated growth for poly-Si1-x-yGexSny layers

Sn-纳米点介导的多晶 Si1-x-yGexSny 层的生长

• 发表时间: 2022
• 作者: Yosuke Shimura;Masaki Okado;Junya Utsumi;Kako Iwamoto;Ryo Yokogawa;Motohiro Tomita;Atsushi Ogura;Hiroshi Uchiyama;Hirokazu Tatsuoka
• 通讯作者: Hirokazu Tatsuoka

Snナノドットを利用した結晶核誘起固相成長

使用 Sn 纳米点进行核诱导固相生长

• 发表时间: 2021
• 作者: Shiojima Kenji;Matsuda Ryo;Horikiri Fumimasa;Narita Yoshinobu;Fukuhara Noboru;Mishima Tomoyoshi;柴 林志＊，陳 新開;志村洋介
• 通讯作者: 志村洋介

Low temperature formation of binary and ternary Group-IV poly-layers via Sn-nanodots nuclei

通过锡纳米点核低温形成二元和三元 IV 族多晶层

• 发表时间: 2022
• 作者: Yosuke Shimura;Masaki Okado;Junya Utsumi;Hirokazu Tatsuoka
• 通讯作者: Hirokazu Tatsuoka

SiSn mediated formation of polycrystalline SiGeSn

SiSn 介导的多晶 SiGeSn 的形成

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac3a94
• 发表时间: 2022
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Shimura Yosuke;Okado Masaki;Motofuji Tokimune;Tatsuoka Hirokazu
• 通讯作者: Tatsuoka Hirokazu

Siナノワイヤを核としたIV族三元混晶の固相成長

以Si纳米线为核心的IV族三元混晶的固相生长

• 发表时间: 2022
• 作者: 元藤士宗;立岡浩一;志村洋介
• 通讯作者: 志村洋介