エコ・エレクトロニクス材料β―FeSi_2バルク単結晶の育成とその応用

生态电子材料β-FeSi_2块状单晶的生长及其应用

• 批准号: 12750256
• 负责人: 鵜殿 治彦
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750256/
• 关键词: β-FeSi_2単結晶; 溶液成長法; 半導体シリサイド; 鉄ケイ化物; Ga溶媒; Zn溶媒; 熱電材料; 近赤外受発光素子; エッチング液

昨年度までに半導体鉄シリサイド,β-FeSi_2,単結晶をGa溶液から成長することに成功し,その育成条件,電気的特性,化学的特性について明らかにした。これに加えて本年度新たに得られた主な成果は下記の通りである。1.β-FeSi_2,単結晶をGa溶媒の他にZn溶媒,Sn溶媒からも成長できることを見いだした。またこうした実験から,数多くの金属溶媒からβ-FeSi_2,単結晶が成長できることがわかった。2.成長溶媒によって結晶中の不純物が異なり,伝導型,キャリア濃度の制御が可能であることが判った。Ga溶媒を用いるとp型で0.03Ωcm程度の低抵抗の結晶,Zn溶媒を用いるとp型で〜10Ωcm程度の結晶,さらにSn溶媒を用いるとn型で数Ωcm程度の結晶が再現性良く成長できることが判った。3.低抵抗のβ-FeSi_2,単結晶は室温から100K程度まで高い導電率を示すことから,高いゼーベック係数と併せて,新たに低温度領域での熱電変換素子としての利用が期待できることが判った。β-FeSi_2,は毒性が無く豊富な材料を用いているため汎用に用いる場合に非常に有用な材料と考えられる。4.β-FeSi_2,の結晶をカーボン面に成長させることで大型の結晶が成長できることを明らかにした。実験では内径10mmのアンプルを用いているため,最大の結晶サイズは10mmφである。5.β-FeSi_2,単結晶の硬度をビッカース硬度計で測定し,Si単結晶とほぼ同じ硬さを持つことを初めて明らかにした。6.β-FeSi_2,単結晶を薄膜化する技術を開発し,単結晶を用いた光透過測定を初めて行った,その結果,これまで薄膜結晶で報告されている多くの実験結果と異なり,β-FeSi_2,は間接遷移型半導体であることを明らかにした。

In the past year, the growth of semiconductor FeSi_2,β-FeSi_2, single crystal Ga solution has been successfully carried out, and the growth conditions, electrical characteristics and chemical characteristics have been clearly defined. This year's new achievements are recorded. 1.β-FeSi_2, single crystal, Ga solvent, Zn solvent,Sn solvent. There are many kinds of metal solvents such as β-FeSi_2, single crystal growth. 2. The impurities in the crystals in the growth solvent are different, conductive, and the control of the concentration of impurities is possible. Low resistance crystals of 0.03Ωcm for Ga solvent, crystals of ~ 10Ωcm for Zn solvent, crystals of several Ωcm for Sn solvent, good reproducibility for growth. 3. Low resistance β-FeSi_2, single crystal temperature from 100K to high conductivity, high conductivity coefficient and high conductivity, new low temperature region thermoelectric converter, utilization expectations.β-FeSi_2 is a non-toxic and very useful material in general applications. 4.β-FeSi_2 crystals grow on the surface of the crystal. The diameter of the crystal is 10mm, and the maximum crystal diameter is 10 mm. 5.β-FeSi_2, single crystal hardness is measured by hardness tester,Si single crystal hardness is measured by hardness tester 6.β-FeSi_2, single crystal thin film technology development, single crystal in the middle of the optical transmission measurement, the results of the preliminary study, the report of the thin film crystal in the middle of the many results,β-FeSi_2, indirect migration semiconductor, the results of the study.

项目成果

Haruhiko Udono and Isao Kikuma: "Observation of Etch Pits of β-FeSi_2 SingleCrystals"Jpn.J.Appl.Phys.. (to be published). (2001)

Haruhiko Udono 和 Isao Kikuma：“β-FeSi_2 SingleCrystals 蚀刻坑的观察”Jpn.J.Appl.Phys..（待出版）。

Haruhiko Udono, Isao Kikuma: "β-FeSi_2 Single Crystals Grown from Solution"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.40,No3A. 1367-1369 (2001)

Haruhiko Udono、Isao Kikuma：“从溶液中生长的 β-FeSi_2 单晶”Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.40，No3A（2001）。

Haruhiko Udono, Shinobu Takaku, Isao Kikuma: "Crystal Growth of β-FeSi_2 by Temperature Gradient Solution Growth Method using Zn-Solvent"J.Crystal Growth(to be published). (2002)

Haruhiko Udono、Shinobu Takaku、Isao Kikuma：“使用 Zn 溶剂通过温度梯度溶液生长法进行 β-FeSi_2 的晶体生长”J.Crystal Growth（待出版）。

Haruhiko Udono, Isao Kikuma: "β-FeSi_2 Bulk Crystals Grown by the Temperature Gradient Solution Growth Method using Ga Solvent"Proceeding of Japan-UK joint workshop on Kankyo-Semiconductors,Tukuba. 3-5 (2000)

Haruhiko Udono、Isao Kikuma：“使用 Ga 溶剂通过温度梯度溶液生长法生长的 β-FeSi_2 块状晶体”日本-英国 Kankyo-Semiconductor 联合研讨会论文集，Tukuba 3-5 (2000)。

Haruhiko Udono, Isao Kikuma: "Chemical Etchant of β-FeSi_2 Bulk Crystals Grown from Solution"Abstract Book of the 1^<st> Asian Conference on Crystal Growth and Crystal Technology. 289-289 (2000)

Haruhiko Udono、Isao Kikuma：“Chemical Etchant of β-FeSi_2 Bulk Crystals Grown from Solution”第一届亚洲晶体生长和晶体技术会议摘要书 289-289 (2000)。