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シリサイド系半導体の科学と技術
－資源・環境時代の新しい半導体と関連物質－
Science and Technology of Semiconducting Silicides and Related Materials
元 九州工業大学教授 博士（工学） 前田佳均 編著
Ａ５判／342頁／定価5500円（本体5000円＋税10％）／2014年9月発行
ISBN 978-4-7853-2920-4
C3055
公益社団法人 応用物理学会の「シリサイド系半導体と関連物質研究会」によって企画された待望の書。
環境負荷が少なく、かつ持続可能なグリーンテクノロジーである“シリサイド系半導体”の研究・開発において、世界をリードする著者たちが、その基礎物性と応用技術の現状を余すところなく解説した。読者の方々が、（シリコン）光エレクトロニクス、スピントロニクス、グリーンテクノロジー、フォトニクス分野のさらなる進展へのブレークスルーに活用されんことを期待する。
サポート情報
◎ はじめに （pdfファイル）
◎ 執筆者一覧
1．シリサイド系半導体の基礎
2．結晶成長技術
3．薄膜形成技術
4．構造解析
5．鉄シリサイドの物性
6．新しいシリサイドの合成と物性
7．シリサイド系半導体の応用
はじめに （pdfファイル）
1．シリサイド系半導体の基礎
1.1 シリサイド系半導体の電子構造と物性
1.1.1 はじめに
1.1.2 半導体が形成される機構
1.1.3 1族，2族（アルカリ金属，アルカリ土類金属）シリサイド
1.1.4 3～10族（遷移金属）シリサイド
1.1.5 11族～13族シリサイド
参考文献
1.2 シリサイド系半導体－光エレクトロニクスを目指して
1.2.1 はじめに
1.2.2 鉄シリサイドの構造物性
1.2.3 Fe－Si 2元系ヘテロ接合
1.2.4 作製方法と物性
1.2.5 成長過程について
1.2.6 ポストアニール条件
1.2.7 ヘテロエピタキシーとバンドエンジニアリング
1.2.8 発光特性の概略
1.2.9 発光増強
1.2.10 光エレクトロニクスへの応用
1.2.11 まとめ
参考文献
2．結晶成長技術
2.1 溶液からの結晶成長
2.1.1 溶液成長法の特徴と溶液温度差法
2.1.2 β－FeSi2の結晶成長法
2.1.3 β－FeSi2の成長異方性
2.1.4 β－FeSi2単結晶のエッチング特性
2.1.5 溶液成長における不純物の影響
参考文献
2.2 気相からの結晶成長
2.2.1 はじめに
2.2.2 熱反応堆積法
2.2.3 シリサイド・ナノドット生成
2.2.4 Mg2Si薄膜成長
2.2.5 MnSi1.7薄膜成長
2.2.6 まとめ
参考文献
2.3 高純度素材の開発
2.3.1 はじめに
2.3.2 高純度素材の必要性
2.3.3 分離・精製方法
2.3.4 精製工程構築の際の注意点
2.3.5 純度評価法
2.3.6 Feの精製例
2.3.7 課題
参考文献
3．薄膜形成技術
3.1 反応性エピタキシャル成長
3.1.1 はじめに
3.1.2 β－FeSi2の場合
3.1.3 BaSi2の場合
3.1.4 傾斜基板への成長
参考文献
3.2 分子線エピタキシャル成長
3.2.1 はじめに
3.2.2 種結晶の効果
3.2.3 Si(111)およびSi(001)基板へのエピタキシャル成長
3.2.4 結晶粒径の拡大
参考文献
3.3 化学気相成長法
3.3.1 はじめに
3.3.2 化学気相成長
3.3.3 薄膜の成長制御
3.3.4 鉄シリサイド・エピタキシャル薄膜
参考文献
3.4 パルスレーザー堆積法
3.4.1 はじめに
3.4.2 ドロップレットフィルター
3.4.3 鉄シリサイドのPLD薄膜
3.4.4 ナノ微結晶(NC)FeSi2の形成
3.4.5 NC－FeSi2の物性
参考文献
3.5 スパッタリング成膜法
3.5.1 はじめに
3.5.2 対向ターゲット式スパッタリング法
3.5.3 β－FeSi2のエピタキシャル成長
3.5.4 NC－FeSi2膜のスパッタリング成膜
3.5.5 [FeSi2／Fe3Si]20積層膜の形成
参考文献
3.6 イオンビームスパッタ成長法
3.6.1 スパッタリング現象
3.6.2 イオンビームスパッタ蒸着法の原理と装置構成
3.6.3 鉄シリサイド薄膜の作製
参考文献
3.7 シリサイド系半導体ナノ構造
3.7.1 はじめに
3.7.2 極薄Si酸化膜：超高密度エピタキシャルナノドット形成
3.7.3 Si基板上への鉄シリサイドナノドットのエピタキシャル成長
3.7.4 β－FeSi2半導体ナノドット：光学特性
3.7.5 Fe3Si強磁性体ナノドット：磁性
参考文献
3.8 イオンビーム合成法
3.8.1 はじめに
3.8.2 鉄イオン注入
3.8.3 基板温度
3.8.4 注入条件による組織と物性の制御
3.8.5 ナノ結晶形成と発光特性の改善
3.8.6 薄膜成長と電気伝導特性の改善
3.8.7 Si中の鉄の固溶度と拡散
3.8.8 損傷促進拡散と表面偏析
3.8.9 まとめ
参考文献
4．構造解析
4.1 電子顕微鏡観察
4.1.1 はじめに
4.1.2 走査型電子顕微鏡（SEM）観察
4.1.3 透過型電子顕微鏡（TEM）観察
4.1.4 走査透過型電子顕微鏡（STEM）観察
4.1.5 まとめ
参考文献
4.2 X線回折法
4.2.1 はじめに
4.2.2 θ－2θスキャン
4.2.3 ロッキングカーブ・スキャン
4.2.4 極点図形測定
参考文献
4.3 ラザフォード後方散乱分光法
4.3.1 はじめに
4.3.2 RBSの原理
4.3.3 ホイスラー合金／半導体のヘテロ界面の評価
4.3.4 界面相互拡散の解析
4.3.5 チャネリング測定
4.3.6 原子レベルでの評価
4.3.7 まとめ
参考文献
5．鉄シリサイドの物性
5.1 電気物性
5.1.1 アンドープ鉄シリサイドの伝導型
5.1.2 不純物添加による鉄シリサイドの伝導型制御
5.1.3 鉄シリサイドの伝導機構
5.1.4 まとめ
参考文献
5.2 バルク結晶の光学特性
5.2.1 はじめに
5.2.2 β－FeSi2のエネルギーバンド構造
5.2.3 β－FeSi2の偏光反射スペクトルおよび屈折率
5.2.4 β－FeSi2バルク結晶の発光特性
参考文献
5.3 薄膜の光学特性
5.3.1 はじめに
5.3.2 β－FeSi2薄膜の光吸収スペクトル
5.3.3 変調分光法の原理
5.3.4 β－FeSi2薄膜のフォトレフレクタンス(PR)スペクトル
参考文献
5.4 フォノン物性
5.4.1 はじめに
5.4.2 ラマン散乱
5.4.3 赤外吸収
5.4.4 反転対称性
5.4.5 ナノ結晶のフォノン物性
参考文献
5.5 熱電特性
5.5.1 はじめに
5.5.2 β－FeSi2の電気伝導特性
5.5.3 Fe1-xMnxSi2，Fe1-xCoxSi2の電気伝導特性
5.5.4 Fe1-xMnxSi2，Fe1-xCoxSi2の熱電特性
参考文献
5.6 鉄系ホイスラー合金の磁性
5.6.1 はじめに
5.6.2 低音MBE薄膜成長
5.6.3 メスバウアー分光スペクトル
5.6.4 磁気特性
5.6.5 3元系ホイスラー合金
5.6.6 まとめ
6．新しいシリサイドの合成と物性
6.1 Siクラスレートの合成と物性
6.1.1 はじめに
6.1.2 半導体Siクラスレート
6.1.3 合成法
6.1.4 Ⅰ型Siクラスレート半導体の探索指針
6.1.5 K8Ga8Si38の結晶構造・電子構造
6.1.6 K8Ga8Si38の光吸収係数・電気抵抗率
6.1.7 まとめ
参考文献
6.2 ナトリウムを利用した遷移金属シリサイドの合成
6.2.1 はじめに
6.2.2 遷移金属シリサイド粉末の合成と特性
6.2.3 遷移金属シリサイドの生成メカニズム
6.2.4 遷移金属シリサイドの焼結バルク体の合成
6.2.5 遷移金属板上へのシリサイド膜の作製
6.2.6 まとめ
参考文献
6.3 BaSi2の合成と物性
6.3.1 BaSi2のバンド構造
6.3.2 エピタキシャル膜の結晶評価
6.3.3 光吸収係数
6.3.4 少数キャリア拡散長
6.3.5 分光感度特性
参考文献
6.4 SrSi2の合成と物性
6.4.1 はじめに
6.4.2 合成法
6.4.3 結晶構造・熱膨張係数・体積弾性率
6.4.4 電子的性質
6.4.5 Sr1-xBaxSi2固溶体
6.4.6 まとめ
参考文献
7．シリサイド系半導体の応用
7.1 シリサイド発光素子
7.1.1 はじめに
7.1.2 p＋－Si／β－FeSi2／n＋－Siダブルへテロ構造LED
7.1.3 n－Si／SiGe／β－FeSi2／SiGe／p－Si(001)構造LED
参考文献
7.2 シリサイド太陽電池
7.2.1 はじめに
7.2.2 BaSi2太陽電池
7.2.3 不純物ドーピング
参考文献
7.3 シリサイドオプティクス
7.3.1 はじめに：高屈折率・高吸収率材料としてのシリサイド系半導体
7.3.2 β－FeSi2単層膜を用いた完全吸収体
7.3.3 2層の完全吸収体
7.3.4 まとめ
参考文献
7.4 シリサイド・フォトニック結晶
7.4.1 はじめに
7.4.2 鉄シリサイド・フォトニック結晶
7.4.3 フォトニック結晶の設計
7.4.4 ワイドギャップ・フォトニック結晶
7.4.5 作製プロセス
7.4.6 まとめ
参考文献
7.5 シリサイド・スピントロニクス
7.5.1 はじめに
7.5.2 TMR素子，GMR素子とシリサイド強磁性体
7.5.3 能動的なスピンデバイスを指向した研究
7.5.4 非局所4端子法の原理
7.5.5 非局所3端子法の原理
7.5.6 スピン注入に関する研究とシリサイド強磁性体
参考文献
事項索引
英語索引
略語索引
物質索引
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| 氏 名 | 所 属 | 執筆担当（節） |
|
| 秋山 賢輔 | 神奈川県産業技術センター 化学技術部 | 3.3，4.2 |
| 安藤 裕一郎 | 京都大学 大学院工学研究科 電子工学専攻 | 7.5 |
| 磯田 幸宏 | 物質・材料研究機構 環境・エネルギー材料部門 電池材料ユニット | 5.5 |
| 板倉 賢 | 九州大学 大学院総合理工学研究院 融合創造理工学部門 | 4.1 |
| 今井 基晴 | 物質・材料研究機構 環境・エネルギー材料部門 超伝導物性ユニット | 6.1，6.4 |
| 今井 庸二 | 産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 | 1.1 |
| 打越 雅仁 | 東北大学 多元物質科学研究所 無機材料研究部門 | 2.3 |
| 鵜殿 治彦 | 茨城大学 工学部 電気電子工学科 | 2.1，5.2 |
| 末益 崇 | 筑波大学 数理物質系 物理工学域 | 3.1，3.2，6.3，7.1，7.2 |
| 鈴木 基史 | 京都大学 大学院工学研究科 マイクロエンジニアリング専攻 | 7.3 |
| 高倉 健一郎 | 熊本高等専門学校 情報通信エレクトロニクス工学科 | 5.1 |
| 立岡 浩一 | 静岡大学 大学院工学研究科 電気物質科学専攻 | 2.2 |
| 寺井 慶和 | 九州工業大学 大学院情報工学研究院 電子情報工学研究系 | 5.3 |
| 中村 芳明 | 大阪大学 大学院基礎工学研究科 システム創成専攻 | 3.7 |
| 浜屋 宏平 | 大阪大学 大学院基礎工学研究科 システム創成専攻 | 5.6 |
| 舟窪 浩 | 東京工業大学 大学院総合理工学研究科 物質科学創造専攻 | 3.3，4.2 |
| 前田 佳均 | 九州工業大学 大学院情報工学研究院 電子情報工学研究系 | 1.2，3.8，4.3，5.4，7.4 |
| 山口 憲司 | 日本原子力研究開発機構 量子ビーム応用研究センター | 3.6 |
| 山田 高広 | 東北大学 多元物質科学研究所 新機能無機物質探索研究センター | 6.2 |
| 吉武 剛 | 九州大学 大学院総合理工学研究院 融合創造理工学部門 | 3.4，3.5 |
|
|
|
前田 佳均
まえだ よしひと
1959年生まれ。京都大学工学部卒業、京都大学大学院工学研究科修了。(株)日立製作所、大阪府立大学講師・助教授、英国サリー大学客員研究員、京都大学助教授・准教授・教授などを歴任。専門は半導体物性工学、ナノ構造光物性。
→ 執筆者一覧
（情報は初版刊行時のものです）
半導体の科学と
その応用
電気伝導の基礎と材料
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