【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.31】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24BA0015

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）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（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

高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique,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

多結晶Ge薄膜は、さまざまな電子デバイスや光学デバイスへの応用材料として注目を集めている。今回、ARIMの顕微ラマン分光装置を用いることで、多結晶Ge層の結晶特性および電気特性に対するひずみの影響を調査した。その結果、ひずみ量が多結晶Ge層の粒界障壁高さに影響を与えることが判明し、その挙動はn型とp型で逆になることが示された。Geデバイスの性能向上の指針を提供するとともに、さまざまな多結晶半導体薄膜に関する有益な物理的知見である。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

n型多結晶Ge薄膜におけるラマンピークシフトとひずみ量の関係

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. Hiromasa Murata, Multilayer Graphene Strips on Insulators Formed by Layer Exchange for Applications as Interconnects, ACS Applied Nano Materials, 7, 22329-22333(2024).
   DOI: 10.1021/acsanm.4c04902
   
2. Takamitsu Ishiyama, Bayesian optimization-driven enhancement of the thermoelectric properties of polycrystalline III-V semiconductor thin films, NPG Asia Materials, 16, (2024).
   DOI: 10.1038/s41427-024-00536-w
   
3. Koki Nozawa, Prediction and Elucidation of Physical Properties of Polycrystalline Materials Using Multichannel Machine Learning of Electron Backscattering Diffraction, Advanced Electronic Materials, 10, (2024).
   DOI: 10.1002/aelm.202300875
   
4. Takamitsu Ishiyama, Semantic segmentation in crystal growth process using fake micrograph machine learning, Scientific Reports, 14, (2024).
   DOI: 10.1038/s41598-024-70530-3
   
5. T. Ishiyama, High thermoelectric performance in polycrystalline Yb3Ge5 thin films, APL Materials, 12, (2024).
   DOI: 10.1063/5.0172322
   
6. Kota Igura, Strain-dependent grain boundary properties of n-type germanium layers, Scientific Reports, 14, (2024).
   DOI: 10.1038/s41598-024-56282-0
   
7. Kota Igura, Grain-Boundary-Aligned Ge Thin Films Formed by Au-Induced Lateral Crystallization with a Multilayer Structure, Crystal Growth & Design, 24, 6142-6147(2024).
   DOI: 10.1021/acs.cgd.4c00196
   
8. Kaoru Toko, Layer Exchange Synthesis of SiGe for Flexible Thermoelectric Generators: A Comprehensive Review, Advanced Electronic Materials, 10, (2024).
   DOI: 10.1002/aelm.202400130
   

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：0件