【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.22】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23BA0010

利用課題名 / Title

次世代高機能性薄膜の評価

利用した実施機関 / Support Institute

筑波大学 / Tsukuba Univ.

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）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（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

エレクトロデバイス/ Electronic device

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)

都甲 薫

所属名 / Affiliation

筑波大学数理物質系

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）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance

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

BA-003：FIB-SEM
BA-020：顕微ラマン

報告書データ / Report

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

高機能性薄膜（Si、Ge、C、GaAs等）は、次世代のディスプレイや太陽電池、熱電素子、二次電池等の材料として有望である。ガラスやプラスチック等の汎用基板上に合成された各材料について、その特性を評価することを目的として、設備利用を行った。

実験 / Experimental

高い電子移動度を持つ多結晶n型Ge薄膜について、ARIMのFIB装置を用いて断面加工し、透過型電子顕微鏡評価を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

Al2O3絶縁膜でコーティングされたガラス上非晶質Ge薄膜中にP(リン)およびSnを添加したサンプルについて、電気炉内で熱処理をすることで結晶化を誘起した。本Ge薄膜をFIB装置によって断面加工し、透過型電子顕微鏡により微細構造の観察を行った。図に示す通り、得られた多結晶Ge薄膜は平坦であり、膜中にはPやSnの偏析や顕著な欠陥は存在しなかった。Ge/Al2O3界面にも欠陥や剥離は見られなかった。このように、Ge薄膜の結晶性は非常に良好であり、高い電子移動度が裏付けられた。

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)

1. K. Nozawa, High-electron mobility P-doped polycrystalline GeSn layers formed on insulators at low temperatures, Applied Physics Letters, 122, (2023).
   DOI: 10.1063/5.0152677
   
2. Koki Nozawa, n-Type Polycrystalline Germanium Layers Formed by Impurity-Doped Solid-Phase Growth, ACS Applied Electronic Materials, 5, 1444-1450(2023).
   DOI: 10.1021/acsaelm.2c01381
   
3. Shintaro Maeda, Interfacial Nucleation Control in Amorphous GeSn Thin Films Using Bilayer Structure, Crystal Growth & Design, 23, 5535-5540(2023).
   DOI: 10.1021/acs.cgd.3c00163
   
4. Takamitsu Ishiyama, Metal-induced lateral crystallization of germanium thin films, Materials & Design, 232, 112116(2023).
   DOI: 10.1016/j.matdes.2023.112116
   
5. T. Nishida, Thermoelectric properties of low-temperature-grown polycrystalline InAs1−xSbx films, Applied Physics Letters, 124, (2024).
   DOI: 10.1063/5.0178996
   

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：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：2件