ナノダイヤモンド膜を用いた光電変換素子創製に向けた基盤研究

使用纳米金刚石薄膜制造光电转换元件的基础研究

• 批准号: 18J12894
• 负责人: 竹市 悟志
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J12894/
• 关键词: ナノダイヤモンド; 半導体; 結晶粒界; 熱伝導率

平成31年度の研究では，超ナノ微結晶ダイヤモンド/アモルファスカーボン混相(UNCD/a-C)膜の半導体デバイスへの応用に向けて，基礎的な物性である熱伝導率の測定および熱伝導メカニズムの解明に取り組んだ．具体的には，水素化UNCD/a-C膜と非水素化UNCD/a-C膜の熱伝導率測定を行い，構成元素の化学結合構造やUNCD/a-C膜の電気特性に注目して考察を行った．時間領域サーモリフレクタンス(TDTR)法により結晶粒界におけるフォノン散乱の度合いを表す界面熱コンダクタンスを結晶粒径より算出したところ，水素化UNCD/a-C膜は1010 MW/(m2K)，非水素化UNCD/a-C膜は4892 MW/(m2K)と見積もられた．非水素化UNCD/a-C膜の界面熱コンダクタンスは，化学気相成長(CVD)法で作製される一般的なUNCD/a-C膜と同等であるのに対して，水素化UNCD/a-C膜は1/4低い界面熱コンダクタンスを有することが明らかとなった．その理由として以下の2点が考えられる．1つ目は，水素化UNCD/a-C膜ではキャリアの発生源であるsp2炭素の減少によるものである．以前の研究より，水素雰囲気中でUNCD/a-C膜を作製すると，膜作成時に水素イオンの選択的エッチングによりsp2結合の形成が抑制され，膜の電気伝導率が減少することが明らかとなっている．電気伝導率の減少によりエネルギーを持った電子の拡散が抑制され，熱伝導率が減少したと考えられる．2つ目は，結晶粒界中の水素によりフォノン散乱が促進されたためであると考えられる．これまでのUNCD/a-C膜に関する研究において，含有される水素は結晶粒界に優先的に取り込まれることがわかっている．結晶粒界に内包された水素は，粒界部分の密度を低下させることによりフォノン散乱が促進され，その結果，熱伝導率は減少したと考えられる．

In Pingcheng 31, the study was carried out in Pingcheng 31, and the miscible phase (UNCD/a-C) film was used in the study of Pingcheng 31. The physical properties of the film were measured, and the physical properties of the film were measured. Determination of the performance of hydrated UNCD/a-C films and non-hydrated UNCD/a-C membranes The combination of constituent elements and chemistry is used to investigate the electrical properties of UNCD/a-C thin films. Time-domain thermal analysis (TDTR) method is used to analyze the dispersion of the temperature at the grain boundary and the temperature distribution at the interface of the UNCD/a-C film. The grain size is 1010 MW/ (M2K). Non-aqueous UNCD/a-C membranes are sensitive to 4892 MW/ (M2K) thin films. The interface of non-aqueous UNCD/a-C membranes is sensitive, and chemical phase growth (CVD) method is used to prepare UNCD/a-C membranes. The hydrated UNCD/a-C film has the following two points: the following two points: the hydrated UNCD/a-C film, the raw material, the carbon source, the carbon content, the temperature, the temperature and the temperature. During the formation of the film, the temperature field sp2 selected for the production of the film is combined to form an inhibition device, and the performance of the film is lower than that of the film. The performance of the film is much lower than that of the film. Results the concentration of water in the grain boundary promotes the detection of UNCD/a-C film in the grain boundary, which contains the concentration of water in the grain boundary, which is the first to be collected in the grain boundary. Part of the grain boundary, low density, low density

项目成果

Hydrogenation Effects on Interfacial Thermal Conductance at Grain Boundaries of Ultrananocrystalline Diamond Films

加氢对超纳米晶金刚石薄膜晶界界面热导率的影响

• 发表时间: 2018
• 作者: Takeichi Satoshi;Nishiyama Takashi;Tabara Mitsuru;Kawawaki Shuichi;Kohno Masamichi;Takahashi Koji;Yoshitake Tsuyoshi;Satoshi Takeichi
• 通讯作者: Satoshi Takeichi

Electrical properties of boron-incorporated ultrananocrystalline diamond/hydrogenated amorphous carbon composite films

掺硼超纳米晶金刚石/氢化非晶碳复合薄膜的电学性能

• DOI: 10.1007/s00339-019-2607-8
• 发表时间: 2019
• 期刊: Applied Physics A
• 作者: Katamune Yuki;Takeichi Satoshi;Ohtani Ryota;Koizumi Satoshi;Ikenaga Eiji;Kamitani Kazutaka;Sugiyama Takeharu;Yoshitake Tsuyoshi
• 通讯作者: Yoshitake Tsuyoshi

Effects of hydrogenation on thermal conductivity of ultrananocrystalline diamond/amorphous carbon composite films prepared via coaxial arc plasma deposition

• DOI: 10.7567/apex.11.065101
• 发表时间: 2018-05
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: S. Takeichi;T. Nishiyama;Mitsuru Tabara;Shuichi Kawawaki;M. Kohno;Koji Takahashi;T. Yoshitake

Hydrogenation effects on photoresponsivity in heterojunction diodes comprising p-type ultrananocrystalline diamond films and n-Si substrates

氢化对 p 型超纳米晶金刚石膜和 n-Si 衬底异质结二极管光响应性的影响

• 发表时间: 2018
• 作者: Takeichi Satoshi;Nishiyama Takashi;Tabara Mitsuru;Kawawaki Shuichi;Kohno Masamichi;Takahashi Koji;Yoshitake Tsuyoshi;Satoshi Takeichi;Satoshi Takeichi;Naofumi Nishikawa
• 通讯作者: Naofumi Nishikawa