マイクロプラズマによるシリコン・炭素系ナノ構造形成過程のその場観察

利用微等离子体原位观察硅/碳基纳米结构形成过程

基本信息

  • 批准号:
    16040203
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
  • 财政年份:
    2004
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2004 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は、大気圧マイクロ熱プラズマジェットを局所領域に生成、集積化し、これらのプラズマ源を用いてアモルファスシリコン(a-Si)薄膜の短時間結晶化およびシリコン・炭素系ナノ構造形成への応用を通じて、その機構解明を行った。マイクロプラズマによるシリコン、炭素系材料形成に関する研究は、これまでに微粒子の合成、エッチングが主体であった。しかし高温プラズマジェットによる表面改質に基づいた物質設計についての検討はほとんど報告がない。本研究では、短時間局所加熱による溶融状態からの冷却過程を利用した物質構造制御を目的に、針状シリコンナノ結晶(SNC : Silicon nanocones)、ナノチューブ(CNT)等シリコン・炭素系ナノ構造の形成とa-Si再結晶化機構の解明および新規物性の発現を目的とした。これらの成長機構を分光エリプソメトリー(SE)、反射率・コンダクタンスの実時間その場計測を通して明らかにすることを目的とする。大気圧マイクロ熱プラズマジェットを生成し、プラズマ診断を通して(1)a-Si膜の短時間結晶化および(2)シリコン・炭素系ナノ構造の形成に応用した。RF、VHF電力、ガス流速を変数としてプラズマパラメータ、で(電子密度、電子温度、ガス温度、励起温度)を発光分光法により評価した。その結果電子密度:10^<15>cm^<-3>、励起温度:4000-8000K、ガス温度1100-1400℃に及ぶ超高密度プラズマであることがわかった。特にガス温度の上昇にともない、電極直下領域の温度は1400℃まで数ミリ秒の時定数で上昇し、SNC形成、アモルファスSi膜の短時間結晶化が可能であることがわかった。(1)では、基板ステージ速度およびArガス流量の制御により高結晶化度を有するSi膜の形成を実現し、TFT移動度30-55cm^2/Vsを得た。また太陽電池素子へ適用し、FF:0.45、変換効率:5.5%を得た。a-Siレーザー再結晶化に替わる技術としての展開が期待される。一方(2)では、CH_4/Ar系からFe/c-Si基板上にシリコンナノコーン(SNC)の高密度形成に成功した。外部からのCH_4供給はガス温度を上げ、基板表面温度は1400℃に達し、局所加熱効果を促進する。その結果FeSi_xナノクラスター形成、体積膨張および粘性流がSNC形成、a-Si膜の再結晶化を促進する。
In this study, the formation, aggregation, and mechanism of short-term crystallization of carbon (a-Si) thin films were investigated in the field of high-temperature crystallization. Research on the formation of carbon based materials The report on the analysis of surface modification and basic material design at high temperatures is available. This study aims to utilize the melting state and cooling process of short-term local heating, to control the structure of materials, to form acicular Silicon nanocrystals (SNC) and carbon nanotubes (CNT), to understand the mechanism of a-Si recrystallization, and to develop new physical properties. The growth mechanism of this kind is spectral dispersion (SE), reflectivity, time and field measurement. High pressure heat treatment, high temperature diagnosis,(1) short-term crystallization of a-Si film,(2) carbon system structure formation. RF, VHF power, flow rate, electron density, electron temperature, excitation temperature, etc. Results Electron density:10^<15>cm^<-3>, excitation temperature:4000-8000K, temperature: 1100-1400℃, and ultra-high density. In particular, the temperature rise in the region directly under the electrode is 1400℃ for several seconds, and the formation of SNC and short-term crystallization of Si films are possible. (1)In addition, the substrate temperature and Ar flow rate control, high crystallinity, Si film formation, TFT mobility of 30- 55 cm^2/Vs were achieved. Solar cells are suitable for FF:0.45, conversion efficiency:5.5%. The development of a-Si recrystallization technology is expected. One (2) is the successful formation of high density SNC on Fe/c-Si substrates in CH_4/Ar system. The temperature of CH_4 supply from outside increases, the surface temperature of substrate reaches 1400℃, and the local heating effect is promoted. The results show that FeSi_x can promote the formation of SNC and the recrystallization of a-Si film.

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Synthesis of Well-Aligned Carbon Nanotubes Using a High-Density RF Inductive Coupling Plasma
  • DOI:
    10.1143/jjap.44.1951
  • 发表时间:
    2005-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    H. Shirai;Tomoyuki Kikuchi;Tomohiro Kobayashi
  • 通讯作者:
    H. Shirai;Tomoyuki Kikuchi;Tomohiro Kobayashi
短時間薄膜結晶化技術
短时间薄膜结晶技术
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Synthesis of Carbon nanotubes using rf inductive coupling plasma-enhanced chemical vapor deposition
采用射频感应耦合等离子体增强化学气相沉积法合成碳纳米管
Synthesis of carbon nano-structures using rf microplasma jet
使用射频微等离子体射流合成碳纳米结构
Carbon Nanostructures Synthesized Utilizing the RF Microplasma Jet at Atmospheric Pressure
在大气压下利用射频微等离子体射流合成碳纳米结构
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

白井 肇其他文献

静電塗布法によるPEDOT:PSS 製膜初期の分光エリプソメトリーによる実時間その場計測
使用静电涂敷法在初始 PEDOT:PSS 薄膜形成过程中使用光谱椭圆光度术进行实时原位测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    白井 肇;上野 啓司;福田 武司;猪野 智久;藤森 厚裕
  • 通讯作者:
    藤森 厚裕
トライオード電極構造による帯電ミスト輸送過程の診断
利用三极电极结构诊断带电雾传输过程
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    黒木 宇紀;今井 滉貴;原田 大輔;黒須 俊治;中島 義賢;藤井 泰彦;徳田 正秀;花尻 達郎;石川 良;白井 肇
  • 通讯作者:
    白井 肇
XANES法とHPLC-ICP-MS法を用いたヨウ素の水-土壌系でのスペシエーション
XANES 法和 HPLC-ICP-MS 法测定水-土壤系统中的碘形态
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    白井 肇;桜井 祐介;呂 民雅;小林 知洋;V. Basiuk編;嶋本洋子・高橋嘉夫
  • 通讯作者:
    嶋本洋子・高橋嘉夫
二段階法による(FAPbI3)1-x(MAPbBr3)x薄膜の作製及び評価
两步法制备(FAPbI3)1-x(MAPbBr3)x薄膜并评价
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    石川 良;山中 孝紀;本多 善太郎;上野 啓司;白井 肇
  • 通讯作者:
    白井 肇
約40分でデータ駆動型解析と制御を理解したつもりになる
大约 40 分钟后,您就会感觉自己了解了数据驱动的分析和控制。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    石川 良, 上野 啓司;白井 肇;足立亮介
  • 通讯作者:
    足立亮介

白井 肇的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('白井 肇', 18)}}的其他基金

Crystalline Si/perobskite triple junction solar cells by mist deposition
通过雾沉积制备晶体硅/钙钛矿三结太阳能电池
  • 批准号:
    20K05318
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
プラズマ溶液科学の創生
创建等离子体溶液科学
  • 批准号:
    19654087
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
大気圧マイクロプラズマジェットによる基板表面反応の実時間その場観察
利用常压微等离子体射流实时原位观察基材表面反应
  • 批准号:
    18030004
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
大気圧プラズマジェットによる針状シリコン結晶の作製と成長機構の解明
大气压等离子体射流制备针状硅晶体及其生长机制的阐明
  • 批准号:
    17656012
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
接続的圧力下の義歯床下組織における病理組織学的変化と義歯撤去時間との関連
结缔压力下义齿下组织的组织病理学变化与义齿拔除时间的关系
  • 批准号:
    12771177
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
化学組成変調によるシリコン系半導体薄膜のキャリア輸送特性 制御
通过化学成分调制控制硅基半导体薄膜的载流子传输特性
  • 批准号:
    10123206
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
化学組成変調によるシリコン系半導体薄膜のキャリア輸送特性の制御
通过化学成分调制控制硅基半导体薄膜的载流子传输特性
  • 批准号:
    09229216
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
咀嚼圧下の義歯床下粘膜上皮細胞の活性に対する糖尿病の影響
糖尿病对咀嚼压力下义齿基托黏膜上皮细胞活性的影响
  • 批准号:
    08771783
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
化学組成変調によるシリコン系半導体薄膜のキャリア輸送特性の制御
通过化学成分调制控制硅基半导体薄膜的载流子传输特性
  • 批准号:
    08243216
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
シリコン(Si)の低温選択成長技術の開発
硅(Si)低温选择性生长技术的开发
  • 批准号:
    02750009
  • 财政年份:
    1990
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

相似海外基金

大気圧プラズマジェットによる針状シリコン結晶の作製と成長機構の解明
大气压等离子体射流制备针状硅晶体及其生长机制的阐明
  • 批准号:
    17656012
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了