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単一分子・原子レベルの反応制御 低次元超構造のコンビナトリアル分子層エピタキシー

研究報告コード R990004263
掲載日 2001年2月6日
研究者
  • 鯉沼 秀臣
研究者所属機関
  • 東京工業大学応用セラミックス研究所
研究機関
  • 東京工業大学応用セラミックス研究所
報告名称 単一分子・原子レベルの反応制御 低次元超構造のコンビナトリアル分子層エピタキシー
報告概要 本戦略的基礎研究は,原子レベルで制御した固体新物質、材料デバイスの開発効率を飛躍的に高めるコンセプトを提案し、具体的な方法を推進することを目的とする。このコンピナトリアルナノ材料探索の3要素として”計算設計”、”高速合成”、”高速評価”を位置づけ、各分野の専門家を結集して以下の成果をあげてきた。
1)世界最新鋭のコンビナトリアル薄膜作成装置を完成し、原子レベルで制御した人口結晶やナノデバイスのパラレル合成に成功した。
2)開発すべき材料と反応条件の効率的なスクリーニング手法として、コンビナトリアルケミストリーと計算科学を融合したコンbナトリアル計算化学を提唱し、その有効性を確認した。
3)高速評価のため(一括X線回折、走査型マイクロ波顕微鏡、走査型SQUIDなどの)、新たな構造・物性解析装置を開発、導入し、基礎データを集積した。
今後、本研究で開発したコンビナトリアルレーザーMBE(図参照)、材料設計ソフト、高速評価法を活用して新規物質および物性の探索を推進する。
画像

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研究分野
  • 固体デバイス製造技術一般
  • レーザ照射・損傷
  • 半導体の結晶成長
  • 半導体薄膜
  • 薄膜成長技術・装置
関連発表論文 (1)J. Appl. Phys., 84[1], (1998) 606-610, An ab initio molecular-orbital study on hydrogen-abstration reactions at the growing surface of hydrogenated amorphous silicon; K. Nakajima, K. Miyazaki, H. Koinuma
(2)J. Mat. Sci. Eng. B., 56, (1998) 256-262, Coaxial impact-collisions ion scattering spectroscopy analysis of ZnO thin films and single crystals; T. Ohnishi, A. Ohtomo, I. Ohkubo, M. Kawasaki, M. Yoshimoto, and H. Koinuma
(3)Mat. Sci. Eng. B, 56, (1998) 239-245, Excitonic Ultraviolet Laser Emission at Room Temperature from Naturally Cavity in ZnO Nanocrystal Thin Films; M. Kawasaki, A. Ohtomo, I. Ohkubo, H. Koinuma, Z.K. Tang, P. Yu, G.K.L. Wong, B.P. Zhang, Y. Segawa
(4)Mat. Eng. B, 56, (1998) 213-217, Epitaxial BaTiO3 thin films grown in unit-cell layer-by-layer mode by laser molecular beam epitaxy; G.H. Lee, M. Yoshimoto, T. Ohnishi, K. Sasaki, H. Koinuma
(5)Jpn. J. Appl. Phys., 37, (1998) 3441-3445, Determination of Cation Distribution in Mn-Zn Fe Ferrits by X-Ray Anomalous Scattering; A, Okita, F. Saito, S. Sasaki, T. Toyoda, and H. Koinuma
(6)Bull. Mat. Sci. 22, (1999) 729, Device simulation and fabrication of field effect solar cells; K. Miyazaki, N. Matsuki, H. Shinno, H. Fujioka, M. Oshima, H. Koinuma
(7)Proc. of SPIE, 3481, (1998) 153 , Nucleation and Growth Control in Pulsed Laser Epitaxy of Oxide Thin Films; H. Koinuma, M. Kawasaki, S. Ohashi, M. Lippmaa, N. Nakagawa, M. Iwasaki, and X.G. Qiu
(8)Pure & Appl. Chem., Chemical Aspects of Solar Photovoltaic Materials and Devices; H. Koinuma, and M. Sumiya
(9)Ext. Abst. 1998 Int'l Conf. Solid State Mat. Devices Hiroshima, Japan (1998) 356-357, ZnO Quantum Structures towards UV Diode Lasers; M. Kawasaki, A. Ohtomo, R. Shiroki, I. Ohkubo, H. Kimura, G. Isoya, T. Yasuda, Y. Segawa, and H. Koinuma
(10)Proc. of 2nd Int'l Symp, Blue Laser and Light Emitting Diodes, Chiba, Japan, (1998) 711-714, ZnO Alloy System and Quantum Structures towards Ultraviolet Laser; A. Ohtomo, I. Ohkubo, M. Kawasaki, H. Koinuma, G. Isoya, Y. Yasuda and Y. Segawa
(11)Proc. of the Second Symposium on Atomic Scale Surface and Interface Dynamics, 2, (1998) 225-231, Excitonic Ultraviolet Laser Emission at Room Temperature from Naturally Made Cavity in ZnO Nanocrystalline Thin Films; A. Ohtomo, I. Ohkubo, H. Koinuma, Z.K. Tang, P. Yu, G.K.L. Wong, B.P. Zhang, Y. Segawa, and M. Koinuma
(12)Proc. of the Second Symposium on Atomic Scale Surface and Interface Dynamics, 2, (1998) 221-224, Yba2Cu3O7 Trilayer Junction Fabricated thorough Atomic Control of Heteroepitaxy; R. Tsuchiya, J. Nishino, E. Fujimoto, H. Koinuma, H. Sato, H. Akoh, M. Kawasaki
(13)Ext. Abst. of the 17th Electric Materials Symposium, Izu-Nagaoka, July 8-10, (1998) 79-80, Alloys and Superlattices of ZnO-based Oxide Semiconductors towards Ultravioltet Emitting Devices; M. Kawasaki, A. Ohtomo, R. Shiroki, I. Ohkubo, H. Kimura, G. Isoya, T. Yasuda, Y. Segawa, and H. Koinuma
(14)Proc. of Spin-related Phenomena in Semiconductors, 109, (1998), A Novel Oxide DMS: Mn doped ZnO; T. Fukumura, Z.W. Jin, A. Ohtomo, H. Koinuma, M. Kawasaki
(15)Mat. Sci. Eng. B56, (1998) 263, Fabrication of alloys and superlattices based on ZnO towards ultravilet laser: A. Ohtomo, K. Kawasaki, Y. Sakurai, I. Ohkubo, R. Shiroki, Y. Yoshida, T. Yasuda, Y. Segawa, and H. Koinuma
(16)Appl. Phys. Lett. 73, (1998)187, In situ Determination of the Terminating Layer of La0.7Sr0.3MnO3 Thin Films Using Coaxial Impact-collision Ion Scattering Spectroscopy; M. Yoshimoto, H. Maruta, T. Ohnishi, K. Sasaki and H. Koinuma
(17)J. Magn.Soc. Japan, 23,(1999)685, Epitaxial Growth of MnSb on Single Crystalline Ferrite Substrates; T. Ikeda, H. Fujioka, K. Ono, M. Oshima, H. Akinaga, M. Yoshimoto, H. Maruta, H. Koinuma, and Y. Watanabe
(18)Transactions of the Materials Research Society of Japan, 24 (1999)47, Atomic-scale Analysis of the Terminating Layer of BaTiO3 Thin Films by laser MBE-CAICISS System; K. Sasaki, K. Mizuno, T. Ohnishi, H. Koinuma and M. Yoshimoto
(19)Nature, 399, (1999) 340, Epitaxial Diamond Growth on Sapphire in an Oxidizing Environment; M. Yoshimoto K. Yoshida H. Maruta, Y. Hishitani, H. Koinuma, S. Nishio, M. Kakihana and T. Tachibana
(20)Appl. Phys. Lett., 74, (1999) 2531-2533, A-site Terminated Perovskite Substrate: NdGaO3; T. Ohnishi, K. Takahashi, J. Nakamura, M. Kawasaki, M. Yoshimoto, and H. Koinuma
(21)Proc. of 2nd NIMC Int'l Symp. on Photoreaction control and Photofunctional Materials, (1999), 51 Laser MBE as a Promising New Technology for Photoreaction Control and Photofunctional Oxide Synthesis: H. Koinuma
(22)Proc. of Chiba-Japan Symp. Adv. Mat. Eng., (1999), 46 New application of soft rf plasma generated under atmospheric pressure; H. Koinuma
(23)Proc. of 2nd Int'l Symp. on Electronic Materials between Korea and Japan (TaeJon, 5/7/99) Appendix, (1999) 1-2, Combinatorial Technology for High Throughput Screening of New Materials and Devices; H. Koinuma
(24)セラミックス、33 No.5(1998),「新材料における創造戦略」鯉沼秀臣
(25)FSST NEWS No.70(1998)「薄膜技術とコンビナトリアルケミストリー —新物質・物性開発の改革的方法—」鯉沼秀臣
(26)表面科学 第19巻 第10号(1998年10月)50-57「CAICISS(同軸型直衝突イオン散乱分光法)を用いた単結晶の最表面原子層制御」篠原真・西原隆治・林茂樹・吉本護・鯉沼秀臣・西野茂・更家淳司
(27)科技庁 振調費調査レポート'98 3.「新材料・新デバイスコンビナトリアルケミストリーによる酸化物機能材料の探索」鯉沼秀臣
(28)化学(化学同人)、53[4](1998)「電界効果を用いる新型高効率アモルファス太陽電池の開発」鯉沼秀臣、川崎雅司、Jan Kocka、Chenming Hu、George J.Collins、藤岡洋
(29)現代化学(東京化学同人)、No.332(1998)「特集:コンビナトリアルケミストリーの新展開」鯉沼秀臣他
(30)セラミックス,34,(1999)373-376「コンビナトリアルケミストリーによる無機材料のハイスループット開発」松本祐司、鯉沼秀臣
(31)応用物理,68,(1999)391-396「高温超伝導体積層型SISジョセフソン接合と酸化物界面工学」川崎雅司、藤本英司、土屋龍太、M.Lippmaa、佐藤弘、赤穂博司、鯉沼秀臣
(32)化学技術ジャーナル,6,(1999)20-21「情報通信 —デバイス開発とコンビナトリアルケミストリー」鯉沼秀臣
(33)マテリアルインテグレイション,12,(1999)52-55「Combinatorial Chemistry‐ 材料開発の新しい方法論 (Combinatorial Chemistry:Innovative Methodology for Material Development)」(総説)鯉沼秀臣、宮崎香織
(34)短波長光デバイス第162委員会 第13会研究会資料(解説),(1999)1-10 「酸化物薄膜の次元制御エピタキシと光デバイス応用」鯉沼秀臣
(35)J. Chem. Phys., 109 (1998) 8601-8606, Molecular Dynamics Simulationon a Layer-by-Layer Homoepitaxial Growth Process of SrTiO3 M. Kubo, Y. Oumi, R. Miura, A. Stirling, A. Miyamoto, M. Kawasaki, M. Yoshimoto, and H. Koinuma,
(36)J. Chem. Phys., 109 (1998) 9148-9154, Layer-by-Layer Heteroepitaxial Growth Process of a BaO Layer on SrTiO3(001) as Investigated by Molecular Dynamics: M. Kubo, Y. Oumi, R. Miura, A. Stirling, A. Miyamoto, M. Kawasaki, M. Yoshimoto, and H. Koinuma
(37)Jpn. J. Appl. Phys., 38 (1999) 2603-2605, Periodic Boundary Quantum Chemical Study on ZnO Ultra-Violet Laser Emitting Materials: Y. Oumi, H. Takaba, S.S.C. Ammal, M. Kubo, K. Teraishi, A. Miyamoto, M. Kawasaki, M. Yoshimoto, and H. Koinuma
(38)Appl. Phys. Lett. 72, (1998) 3270-3272, Room-temperature ultraviolet laser emission from self-assembled ZnO microcrystallite thin films; Z.K. Tang, G.K.L. Wong, P. Yu, M. Kawasaki, A. Ohtomo, H. Koinuma, Y. Segawa,
(39)J. Crystal Growth, 184/185, (1998) 601-604, Room-Temperature Gain Spectra and Lasing in Microcrystalline ZnO Thin Films; P. Yu, Z.K. Tang, G.K.L. Wong, M. Kamasaki, A. Ohtomo, H. Koinuma, and Y. Segawa
(40)Chem. Lett., (1998) 613, “Preparation of New Poly(phenylene vinylene) Type Polymers by Ni-Promoted Polymerization and Their photoluminescenet Properties; T. Yamamoto, Y. Xu, and H. Koinuma,
研究制度
  • 戦略的基礎研究推進事業、研究領域「単一分子・原子レベルの反応制御」研究代表者 鯉沼 秀臣(東京工業大学応用セラミックス研究所)/科学技術振興事業団
研究報告資料
  • 鯉沼 秀臣. 単一分子・原子レベルの反応制御 低次元超構造のコンビナトリアル分子層エピタキシー. 戦略的基礎研究推進事業 平成10年度 研究年報,1999. p.332 - 339.

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