(別紙様式2) 氏 名 : 増田 論文題名 : シリコンインクとそれを用いた薄膜形成技術に関する研究 区 : 甲 分 貴史 論 文 内 容 の 要 旨 本 論 文 は シ リ コ ン 前 駆 体 溶液 (Siイ ン ク)お よ び Siイ ン ク を用 い た 半 導 体 Si薄 膜 の 製 膜 技 術 の 開 発 , な ら び に そ の 塗布 型 ア モ ル フ ァ ス シ リ コ ン (a-Si)膜 を 用 い たa-Si太 陽 電 池 へ の 応用 に 関 す る 研 究 を ま と め た も ので あ る . Siは 現 在 の産 業 で 最 も 重 要 な 材 料 の 一 つ で あ る . Siデ バ イス の 出 発 原 料 に は 一 般 に 固 相 Si(シ リ コ ン ウ ェ ー ハ)か , 気 相 Si(シ ラン ガ ス )が用 い ら れ て い る . も し , 液 相 Siを 用 い て Si薄 膜 の 製 造 が で き れ ば , 塗 布 法 によ り デ バ イ ス を 作 製 で き る こ と に な り , そ の利 点 は 大 き い . 例 え ば , 真 空 プ ロ セ ス と そ の ため の 設 備 が 不 要 と な り , 装 置 の 小 型 化 と エ ネル ギ ー 消 費 の 削 減 が 可 能 に な る . こ ま た 材 料 使用 効 率 が 高 い 上 に 有 毒 ガ ス を 用 い な い た め ,資 源 の 節 約 , 安 全 性 確 保 の 容 易 性 の 面 で も 既 存技 術 よ り も 優 れ て い る . し か し 残 念 な こ と に , 過 去に 塗 布 法 に よ っ て Siデ バ イ ス を 作 製 し た と い う報 告 は な い . 本 論 文 の 著 者 は , そ の よ う な 状況 を 踏 ま え , Siイ ン ク の 開 発 か ら 研 究 を 開 始 し, そ れ を 用 い た 半 導 体 Si薄 膜の 形 成 技 術 の 開 発 に 取 り 組 ん だ . 塗 布 法 に よ る Siデ バ イ ス の 製 造 を 可 能 に す る に は , 長 期 安 定 性 に 優 れ 良 好な 塗 布 性 能 を 有 す る イ ン ク の 開 発 と 良 質 な 塗膜 を 再 現 性 よ く 得 る た め の 科 学 的 な 見 地 に た った 塗 布 技 術 の 開 発 が 必 要 で あ る と の 信 念 か ら研 究 を 進 め , 先 導 的 な多くの成果を挙げた. 本 論 文 に 述 べ ら れ て い る 主た る 成 果 を 以 下 に 記 す . (1)イ ン ク 開 発 で 課題 と さ れ る 溶 媒 の 選 定 に お い て , 物 質 の 溶 解 性 と van der Waals相 互 作 用と を 関 連 付 け る こ と で , 計 算に よ っ て 最 適 な 溶 媒 を 見 出 す 術 を 見 出 し た .そ れ に よ り , 良 質 の 真 性(i型)Siイ ン ク だけ で な く , 電 子 物 性 を 制 御 可 能 な p型 お よ び n型 Siイ ン ク を 初 め て 開 発 し た . さ ら に は , そ の 手 法 を炭 化 シ リ コ ン(SiC)イ ン ク の 開 発 に 発 展 さ せ た. (2) 塗 布 技 術 に 関 す る 研 究 で は ,Siイ ン ク か ら 得 た 塗 膜 の 不 安 定 性 の 原 因が van der Waals相互 作 用 に 依 る も の で あ る 事 を明 ら か に し , Siイ ン ク か ら 平 坦 で 良 質 な Si膜 を 再 現 性 よ く 得 る 技 術 を 開 発 し た . こ れ は 機 能性 イ ン ク を 用 い た 塗 布 法 に よ る 薄 膜 形 成 技 術に お い て , 製 膜 性 と van der Waalsエ ネ ル ギ ー と の 間 に 密 接 な 関 係が あ る 事 を 示 す 初 め て の 報 告で あ る . (3)デ バ イ ス 応 用 性の 検 証 研 究 で は , 本 研 究 で 開 発 し た Siイ ン ク お よ び 塗 布 技 術 を 用 い る 事 で , 塗 布 法 に よ っ て 半 導 体特 性 を 有 す る 非 晶 質 Si(a-Si)膜 お よ び 非 晶 質 SiC(a-SiC)膜 を 得 る 事 に 成 功 し た .更に そ れ ら 薄 膜 を 用 い た a-Si太 陽 電 池 を 作 製 し ,塗 布 法 に よ る Siデ バ イ ス が 実 現 可 能 で あ る こ と を 実 証 し た.
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