利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.05.24】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22TU0146

利用課題名 / Title

酸化物半導体センサデバイスの開発

利用した実施機関 / Support Institute

東北大学

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

半導体ナノワイヤ, 酸化物ナノワイヤ,X線回折/X-ray diffraction

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

木村由斉

所属名 / Affiliation

東北大学工学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

TU-515：高出力全自動水平型多目的X線回折装置

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

酸化物半導体ナノワイヤを利用した化学センサの高性能化が目的である。今回、SiO₂/Si基板上にTaを蒸着、さらにCuおよび TiO₂を蒸着し、加熱することによって Cu oxide/TiO₂ ナノジャンクションを作成した。電気的性質はTiO₂ の厚さに依存し、結晶構造に関する情報を得るためにエックス線回折実験を行った。

実験 / Experimental

エックス線回折による逆空間の情報を抽出するために Bregg-Brentano幾何学的配置を採用した。サンプルがナノオーダーで散乱強度が弱いことが予想されたので、200kV x 45mA の出力で実験を行った。Cuターゲットを用い、K-β線は Niフィルターによって除去し、シンチレーションカウンターを用いて回折強度をカウントした。ステップサイズは 0.02°であり、20-135°の範囲を走査した。

結果と考察 / Results and Discussion

銅酸化物として CuO ならびに CuO₂の存在を示す回折ピークが観察されたが、その強度は TiO₂ を蒸着したサンプルにおいて顕著であった。一方、結晶質 TiO₂相から期待される回折ピークは観察されず、RFスパッタリングにより蒸着された TiO₂ は今回の温度領域ではアモルファスであることが示唆された。これらの知見をSEM観察ならびに組成分析結果と統合することにより、Cu酸化物/TiO₂によるナノジャンクションの電気的性質と構造に関する関係を整理することができた。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

Yoshinari Kimura, Fabrication of Cu oxide/TiO2 p–n nanojunctions by stress-induced migration, Journal of Applied Physics, 133, (2023).
DOI: doi.org/10.1063/5.0136274

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件