Creation of functional metastable silicon-based multiple element materials by controlling light elements

通过控制轻元素创建功能性亚稳态硅基多元素材料

基本信息

  • 批准号:
    20H00303
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 29.54万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

半導体材料を含む特殊なぺーストを印刷した半導体単結晶基板を非真空下で熱処理するというシンプルなプロセスをベースに、高品質シリコン系多元混晶薄膜の成長技術の開発に取り組んでいる。本年度は、アルミニウムとゲルマニウムの合金粒子を含むペーストを用いたシリコンゲルマニウム混晶薄膜の成長において、短パルスレーザ熱処理により、シリコンゲルマニウム混晶を急速成長させ、レーザ照射条件の影響を調査した。レーザ照射後に選択エッチングにより表面のアルミニウム残留物を除去し、走査型電子顕微鏡、共焦点レーザ顕微鏡、顕微ラマン分光により構造解析を行った。その結果、表面形状とゲルマニウムの組成や膜中の歪み分布に強い相関があることを見出した。その要因として、レーザ溶融プロセスのシミュレーションを行うことで、表面のマランゴニ対流や表面エネルギーの観点から解明を進めた。また、短パルス化によるゲルマニウムの高濃度化を観測し、スズを含む混晶の非平衡プロセス設計に対し有用な知見が得られた。また、平衡成長で作製したゲルマニウムスズ薄膜、シリコンスズ薄膜を対象として、放射光X線施設SPring-8での原子分解能ホログラフィー実験を実施した。スズ周囲の原子像を可視化することで、格子中でのスズの位置を検証した。その結果、スズがゲルマニウム、シリコンの格子位置を置換することを検証し、格子間に存在する可能性は非常に小さいことを示した。一方、物質中の水素位置を確定する手法として、大強度陽子加速器施設J-PARCでの強力な白色中性子を用いたホログラフィー実験を大強度モードで行う環境を整備し、水素化パラジウム単結晶において水素の像が検出されることを初めて確認した。この測定のため、令和3年度までに導入した多検出器系遮蔽体の最適化をモンテカルロシミュレーションで行い、実機の設計を行い、データ精度の大幅な向上に成功した。
Semiconductor materials include special materials for printing, semiconductor single crystal substrates, heat treatment under non-vacuum conditions, and development of high-quality multi-dimensional mixed crystal thin film growth technology. This year, we investigated the influence of irradiation conditions on the growth of mixed crystal thin films by heat treatment, rapid growth of mixed crystal, and the effect of temperature on the growth of mixed crystal thin films. After irradiation, the surface of the sample was removed, and the electron microscope, confocal microscope, and spectroscopic analysis were carried out. The results, surface shapes and distribution of the film are strongly correlated. The main reason for this is that the melting point of the surface is different from that of the surface. In addition, useful insights have been gained in the observation of the high concentration of gelatine in the short-circuiting process, and in the design of unbalanced semiconductors containing mixed crystals. The atomic decomposition energy of SPring-8 is applied to the film. The atomic image of the circle is visualized, and the position of the lattice is verified. The result is that there is a small possibility that the grid position of the grid will be replaced. A method for determining the position of water element in a substance is described. A high-intensity positron accelerator is used to perform a high-intensity positron accelerator. A high-intensity positron accelerator is used to prepare an environment for the determination of the position of water element in a substance. This measurement has been successfully conducted in the field of multi-detector system shielding optimization, implementation and design.

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
太陽電池材料SnドープSi,Ge薄膜での局所構造観測によるSn置換量の定量評価への試み
尝试通过太阳能电池材料中Sn掺杂Si、Ge薄膜的局域结构观察定量评估Sn取代量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    星翔太;菅野友哉;高野元輝;Keiko Widyanisa;小林洋大;富松優花;木村耕治;八方直久;鈴木紹太;ダムリン マルワン;福田啓介;宮本聡;宇佐美徳隆;林好一;大山研司
  • 通讯作者:
    大山研司
Host-crystal orientation effects on SiGe epitaxial films grown by annealing Al-Ge alloyed pastes
通过退火 Al-Ge 合金浆料生长的 SiGe 外延薄膜的主晶取向效应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Keisuke Fukuda;Satoru Miyamoto;Shota Suzuki;Masahiro Nakahara;Marwan Dhamrin;Kensaku Maeda;Kozo Fujiwara;Noritaka Usami
  • 通讯作者:
    Noritaka Usami
蛍光X線ホログラフィーによる太陽電池材料SnドープSiGe薄膜の局所構造観測
利用荧光X射线全息技术观察太阳能电池材料Sn掺杂SiGe薄膜的局域结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    星翔太;菅野友哉;高野元輝;荒瀬将太朗;石崎嵩人;野田新太;木村耕治;八方直久;中原正博;ダムリン マルワン;宇佐美徳隆;林好一;大山研司
  • 通讯作者:
    大山研司
Rapid growth of SiGe thin-films by pulsed laser annealing of Al-Ge alloyed pastes on silicon
通过硅上 Al-Ge 合金浆料的脉冲激光退火快速生长 SiGe 薄膜
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takeshi Sato;Satoru Miyamoto;Shota Suzuki;Marwan Dhamrin;Noritaka Usami
  • 通讯作者:
    Noritaka Usami
Study of local structures in Sn doped Si,Ge thin film for evaluation of Sn concentration
研究Sn掺杂Si、Ge薄膜的局部结构以评估Sn浓度
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Hoshi;T. Kanno;M. Takano;W. Keiko;Y. Kobayashi;Y. Tomimatu;K. Kimura;N. Happo;S. Suzuki;M. Dhamrin;K. Fukuda;S. Miyamoto;N. Usami;K. Hayashi;K.Ohoyama
  • 通讯作者:
    K.Ohoyama
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宇佐美 徳隆其他文献

シリコンナノ結晶/酸化シリコンを複合化した導電性パッシベーション膜の検討
纳米硅晶/氧化硅复合材料导电钝化膜的研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    津幡 亮平;後藤 和泰;黒川 康良;宇佐美 徳隆
  • 通讯作者:
    宇佐美 徳隆
MPB 組成近傍Pb(Zr,Ti)O3 エピタキシャル膜のナノ双晶構造
近 MPB 成分的 Pb(Zr,Ti)O3 外延薄膜的纳米孪晶结构
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    木口 賢紀;青柳 健大;宇佐美 徳隆;舟窪 浩;今野 豊彦
  • 通讯作者:
    今野 豊彦
斜入射スパッタリング法により作製したWO3薄膜のEC特性に対する成膜圧力の影響
沉积压力对斜入射溅射法制备WO3薄膜EC特性的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    熊谷 風雅;後藤 和泰;山田 繁;伊藤 貴司;宇佐美 徳隆;黒川 康良;堀越悠爾,田野裕貴,井上泰志,高井治
  • 通讯作者:
    堀越悠爾,田野裕貴,井上泰志,高井治
アルカリ金属フッ化物処理によるBaSi2薄膜の電気特性制御
碱金属氟化物处理对BaSi2薄膜电性能的控制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    原 康祐;Du Weijie;有元 圭介;山中 淳二;中川 清和;都甲 薫;末益 崇;宇佐美 徳隆
  • 通讯作者:
    宇佐美 徳隆
Engineering Heterointerface for High-efficiency Silicon Solar Cells
高效硅太阳能电池的异质界面工程
  • DOI:
    10.1380/vss.66.86
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    後藤 和泰;宇佐美 徳隆
  • 通讯作者:
    宇佐美 徳隆

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  • 通讯作者:
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Challenge to improve the efficiency of a droplet-based electricity generator by controlling the surface and interface and its application to solar cells that generate electricity even in the rain
通过控制表面和界面来提高基于液滴的发电机效率的挑战及其在即使在雨中也能发电的太阳能电池中的应用
  • 批准号:
    22K18807
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Selective area growth of GaN on glass using an AIC seed layer for micro-LED applications
使用 AIC 种子层在玻璃上选择性区域生长 GaN,用于 micro-LED 应用
  • 批准号:
    17F17366
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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单晶硅太阳能电池载流子选择性接触材料的研究
  • 批准号:
    17F17723
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
太陽電池用高品質シリコン多結晶インゴットの成長技術の開発
太阳能电池用高品质多晶硅锭生长技术开发
  • 批准号:
    14F04356
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
シリコン多結晶の微細組織制御と高効率薄膜太陽電池への応用
硅多晶微结构控制及其在高效薄膜太阳能电池中的应用
  • 批准号:
    10F00058
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
絶縁体上SiGe仮想基板の形成機構の解明と高機能電子デバイスへの応用
绝缘体上SiGe虚拟衬底的形成机理及其在高性能电子器件中的应用
  • 批准号:
    15686013
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
量子ドットによる歪み誘起バンドギャップ変化を利用した太陽電池用材料の創製
利用量子点应变引起的带隙变化创建太阳能电池材料
  • 批准号:
    14050011
  • 财政年份:
    2002
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
シリコン系混晶半導体のグローバル成長制御
硅基混晶半导体的全局生长控制
  • 批准号:
    13025205
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
半導体量子ドットの構造制御と新機能素子への応用に関する研究
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  • 批准号:
    09750007
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
超微細構造半導体の結晶成長および配列制御に関する研究
超微结构半导体晶体生长与取向控制研究
  • 批准号:
    08750007
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

相似海外基金

Collaborative Research: Enabling Cloud-Permitting and Coupled Climate Modeling via Nonhydrostatic Extensions of the CESM Spectral Element Dynamical Core
合作研究:通过 CESM 谱元动力核心的非静水力扩展实现云允许和耦合气候建模
  • 批准号:
    2332469
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Bubble Trouble - Re-evaluating olivine melt inclusion barometry and trace-element geochemistry in the Cascades
合作研究:气泡麻烦 - 重新评估喀斯喀特橄榄石熔体包裹体气压和微量元素地球化学
  • 批准号:
    2342155
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Bubble Trouble - Re-evaluating olivine melt inclusion barometry and trace-element geochemistry in the Cascades
合作研究:气泡麻烦 - 重新评估喀斯喀特橄榄石熔体包裹体气压和微量元素地球化学
  • 批准号:
    2342156
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase I: Sustainable Rare Earth Element Production from Coal Combustion Byproducts
SBIR 第一阶段:利用煤炭燃烧副产品可持续生产稀土元素
  • 批准号:
    2335379
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Dynamics of Short Range Order in Multi-Principal Element Alloys
合作研究:多主元合金中的短程有序动力学
  • 批准号:
    2348956
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Standard Grant
放射光軟X線光源を活用した軽元素で構成された複合酸化物の局所構造解析手法の開発
使用同步加速器软X射线光源开发由轻元素组成的复合氧化物的局部结构分析方法
  • 批准号:
    24H00391
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
軽元素による電気的磁化反転の高効率化
使用轻元素实现高效率的电磁化反转
  • 批准号:
    23K22803
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Collaborative Research: Dynamics of Short Range Order in Multi-Principal Element Alloys
合作研究:多主元合金中的短程有序动力学
  • 批准号:
    2348955
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Standard Grant
A hybrid Deep Learning-assisted Finite Element technique to predict dynamic failure evolution in advanced ceramics (DeLFE)
用于预测先进陶瓷动态失效演化的混合深度学习辅助有限元技术 (DeLFE)
  • 批准号:
    EP/Y004671/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Research Grant
Can the Relational Account predict search in multiple-element displays?
关系帐户可以预测多元素显示中的搜索吗?
  • 批准号:
    DP240102774
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 29.54万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
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知道了