ナノシリコン弾道電子エミッタの大気圧・液体中動作と応用

纳米硅弹道电子发射器在常压和液体中的操作和应用

• 批准号: 08J00733
• 负责人: 太田 敢行
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J00733/
• 关键词: ナノシリコン; 弾道電子源; 還元効果; 水溶液; 水素生成; 薄膜堆積; ナノワイヤ作製; 水溶液の性質制御; pH値制御; 溶存水素量制御

ナノシリコン弾道電子エミッタ(nc-Siエミッタ)が溶液中においても動作するという特異的な特長を生かしたデバイスの開発を念頭に研究を行った。得られた主な知見を下記に示す。1.nc-Siエミッタは重水中でも動作し、還元力の強い電子を溶液中に供給する活性電極として機能するため、対向電極なしの単独動作によって重水素を酸素のような副産物を伴わずに生成する。また重水素生成と連動して、電子溶出の間に溶液のpH値がアルカリ側ヘシフトする。2.溶液に注入された高エネルギーの電子は、水素イオン以外の陽イオンの直接還元に利用できる。3.デバイス表面から光を照射することで、表面電極を透過した光のほとんどがナノ結晶層内で吸収される。また光によって励起された電子の一部は、数eVのエネルギーをもって環境中へ放出される。そのため、真空中への電子放出量・溶液中における還元電流が増加するため、水素生成量が上昇する。4.nc-Siエミッタの直接還元効果を硫酸銅水溶液に適用すると、電子放出面に銅が堆積する。この現象は対向電極なしでも進行し、単独動作によって銅薄膜の形成が可能である。また、形成された薄膜は、高純度の多結晶状態である。5.電子放出面をリソグラフィーによってパターニングすることで、その形状に応じた銅薄膜が並列的に一括して形成でき、銅のナノワイヤリングが可能である。6.溶液中で陽イオンを形成する物質や金属など、産業上重要な材料の薄膜を原子レベルで形成できる可能性がある。このように、多岐にわたって今後の発展性を示す現象を見出すことができた。

The research on the development idea of the special technology in solution is carried out. The following is a summary of the results obtained. 1. The nc-Si electrode acts in heavy water, and the active electrode functions in the strong electron supply solution. The counter electrode functions independently and generates by-products in heavy water. The pH value of the solution during the formation of heavy water and the dissolution of electrons is different. 2. The solution is injected into the high-temperature reactor, and the electron and water elements are directly recovered. 3. The surface of the crystal is irradiated with light, and the surface electrode is transmitted through the crystal layer. A part of the electron emission from the light source is emitted from the environment. The amount of electrons emitted in the vacuum, the amount of returning current in the solution, and the amount of water generated increase. 4. The direct reduction effect of nc-Si is applicable to copper sulfate aqueous solution, and the electron emission surface is copper accumulation. This phenomenon is possible for the formation of copper thin films in the opposite direction. The formation of thin films, high purity and polycrystalline state. 5. The electron emission surface can be divided into two parts: the first part can be divided into two parts: the second part can be divided into two parts: the third part can be divided into three parts: the fourth part can be divided into two parts: the fourth part can be divided into three parts: the fourth part can be divided into three parts: the fourth part can be divided into four parts 6. The possibility of atomic formation of thin films of substances, metals and industrially important materials in solution is discussed. The phenomenon of development in the future is seen in the following ways:

项目成果

Surface Electron Emision Lithography System baed on a planar type Si nanowire array ballistic electron source

基于平面型硅纳米线阵列弹道电子源的表面电子发射光刻系统

• 发表时间: 2010
• 期刊: Proc.SPIE Int.Meeting on Advanced Lithography 7637
• 作者: M.Hamada;M.Toyofuku;T.Miyano;T.Nakafjima-Kambe;H.Uchiyama;N.Nomura.;豊福雅典;Masanori Toyofuku;Masanori Toyofuku;A.Kojima
• 通讯作者: A.Kojima

Specific spectral features in electron emission from nanocrystalline poly-silicon quasi-ballistic cold cathode detected by an angle-resolved high resolution analyzer

角分辨高分辨率分析仪检测纳米晶多晶硅准弹道冷阴极电子发射的特定光谱特征

• 发表时间: 2008
• 期刊: J. Vac. Sci. Technol. B 26
• 作者: M.Hamada;M.Toyofuku;T.Miyano;T.Nakafjima-Kambe;H.Uchiyama;N.Nomura.;豊福雅典;Masanori Toyofuku;Masanori Toyofuku;A.Kojima;T. Ohta;關義親;D. Sakai
• 通讯作者: D. Sakai

Surface electron emission lithography system based on a planar type Si nanowire array ballistic electron source

基于平面型硅纳米线阵列弹道电子源的表面电子发射光刻系统

• 发表时间: 2010
• 作者: A. Kojima;T. Ohta;H. Ohi;and N. Koshida
• 通讯作者: and N. Koshida

Illumination effects on the characteristics of nanosilicon ballistic electr on emitter as an active electrode

光照对有源电极发射体纳米硅弹道电特性的影响

• 发表时间: 2009
• 作者: M.Hamada;M.Toyofuku;T.Miyano;T.Nakafjima-Kambe;H.Uchiyama;N.Nomura.;豊福雅典;Masanori Toyofuku;Masanori Toyofuku;A.Kojima;T. Ohta;關義親;D. Sakai;M. Ghulinyan;關義親;B. Gelloz;B. Gelloz;太田敢行;T.Ohta;A.Kojima;太田敢行;T.Ohta
• 通讯作者: T.Ohta

ナノシリコン弾道電子エミッタの水溶液中動作

纳米硅弹道电子发射器在水溶液中的运行

• 发表时间: 2008
• 作者: M.Hamada;M.Toyofuku;T.Miyano;T.Nakafjima-Kambe;H.Uchiyama;N.Nomura.;豊福雅典;Masanori Toyofuku;Masanori Toyofuku;A.Kojima;T. Ohta;關義親;D. Sakai;M. Ghulinyan;關義親;B. Gelloz;B. Gelloz;太田敢行;T.Ohta;A.Kojima;太田敢行;T.Ohta;太田敢行;T. Ohta;B. Gelloz;B. Gelloz;太田敢行
• 通讯作者: 太田敢行