ポーラスおよびナノ結晶シリコン表面の炭化に関する研究

多孔及纳米晶硅表面碳化研究

• 批准号: 05F05662
• 负责人: 石川 由加里
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Japan Fine Ceramics Center
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05F05662/
• 关键词: ポーラスシリコン; 白色発光; 酸化; 炭化; SiC; カーボンクラスタ; 発光

(i)3C-SiC成長の為のポーラスSiの炭化アセチレンの供給レート、炭化温度、気孔率が表面の結合状態、形状安定性、ポーラス層中への炭素の形成に及ぼす影響について調べた。1200℃以上では溶解(もしくは完全な再結晶化)が起きることがわかった。さらに、ポーラスSi炭化のアセチレン供給レートの閾値の存在がわかった。低アセチレン供給レートではポーラスSiは完全に炭化されなかったが、高供給レートにおいてはSiは完全に炭化された。このとき、アモルファス炭素の増加が見られた。高気孔率のポーラス層の方がより効率的にSi-C結合が形成されることを示した。完全なポーラス層の炭化は高温における孔の合体によって妨げられることがわかった。(ii)炭化ポーラスSiの発光特性白色発光を呈するSiO2:C層の新たな作製法を開発した。ポーラスSiを出発原料とし、炭化後の本試料をウエットAr雰囲気下で酸化すると強い白色発光が現れることを見出した。出発原料はポーラスSiに特徴的な赤い発光を呈するが、本発光は炭化後に消失した。ウエット酸化後に再び可視白色発光を呈した。この発光強度は酸化温度や時間、炭化処理条件に強く依存した。酸化温度が800℃までは、発光強度は温度とともに著しく増大したが950℃では検出することができなかった。発光は、SiO2中に埋め込まれたカーボンクラスタに起因していると考えられた。900℃における発光の消失はSiO2へ埋め込まれたカーボンクラスタの乖離によると推定される。水蒸気の800℃でのナノ結晶Siに対する反応性の高さと、カーボンに対する不活性がSiO2:C層を作製する上での重要な鍵であることがわかった。本研究は、発光ナノ構造材料の応用および基礎物理において重要な役割を果たすと考えられる。対外発表:学会発表 国外2件、国内3件、論文投稿 1報

(i) The growth of 3C-SiC is influenced by the carbonization temperature, the porosity, the bonding state of the surface, the shape stability, the formation of carbon in the Si layer, and the influence of carbon on the surface. Above 1200℃, it dissolves (completely recrystallizes). The existence of threshold values for Si carbonization and carbonization. Low supply, high supply, low carbon. This is the first time I've seen a lot of carbon in my life. The formation of Si-C bonds with high porosity and high porosity is demonstrated. The charring of the layer is not easy. (ii)A new method for preparing SiO2:C layer with white light emission is developed. After carbonization, the sample will be acidified, and the strong white light will appear. The light emitted from the raw material is characterized by a red light emission, which disappears after carbonization. After acidification, it can be seen that white light is emitted. The intensity of light depends strongly on the acidification temperature, time and carbonization conditions. Acidification temperature: 800℃, luminous intensity: 950℃, luminous intensity: 950℃, The reason for the light emission is that the SiO2 layer has been removed from the surface. 900℃, the disappearance of light, SiO2, the disappearance of light, SiO2, SiO2, SiO2 Water vapor at 800℃ is an important bond for the formation of SiO2:C layer due to its high reflectivity and low reactivity. This study is aimed at exploring the application of optical structural materials and the important effects of fundamental physics. External submissions: 2 overseas submissions, 3 domestic submissions, 1 paper submission