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熱刺激電流を用いた材料・デバイス開発の最前線    
Latest Research Trend in Thermally Stimulated Current Method for Development of Materials and Devices
[コードNo.2016T000]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■監修/ 岩本光正
■体裁/ B5判 246ページ
■発行/ 2016年 4月 5日 (株)シーエムシー出版
■定価/ 71,280円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-1153-1

 
★ 熱刺激電流(Thermally Stimulated Current、TSC)を用いた材料・デバイス開発の集大成!
★ 材料、物理、エレクトロニクス、化学・バイオなど分野を横断したTSCを用いた研究開発の最前線を専門家が解説!
★ TSC計測技術・装置の進展について研究者が解説!

キーワード

熱刺激電流(TSC) / 半導体 / 太陽電池 / 有機EL / 有機トランジスタ / 有機・無機ハイブリッド / ナノデバイス / 生体材料 / 強誘電体 / 絶縁材料 / 測定 / 解析

刊行にあたって

 熱刺激電流(Thermally Stimulated Current、TSC)を用いた材料やデバイス研究が活発に行なわれている。TSCは試料を昇温するだけで、短絡閉回路に電流が流れるという現象である。そのため、誘電体、絶縁体、半導体、生体材料、各種電子素子など材料や電子デバイス中の電子・正孔、双極子・イオンなどの挙動を、閉回路を流れる電流の軌跡を通して知ることができる。測定は極めて単純であり、基本的には電流系一つで測定が可能である。1970年代頃には、電力需要の急増を背景に高分子絶縁材料の評価、集積回路の進展を背景にSi-MOS構造素子の評価などに多く使われてきた。

 その一方で、最近は、セラミックス材料、有機エレクトロニクス・分子素子材料、有機・無機ハイブリッド電子素子、ナノデバイス、生体・バイオ材料など、新しい材料が続々と誕生してきて、TSC測定・解析技術にも関心が集まり、この手法を新しい材料・デバイス開発に活用する試みも活発である。
ところが、個々の研究者にとっては、最近のTSCを用いた材料・デバイス技術の開発と展開の最前線、さらにTSC技術・解析技術手法の新展開についての情報が不足している。この状況の一因には、TSCが多用されているにもかかわらず、TSCに関する技術書や解説書が不足しているという実状も関係している。

 しかし、幸い、この3年間にわたり、TSCに関心を持つ技術者・研究者が集った研究会を開くことができ、材料、物理、エレクトロニクス、化学・バイオなどの分野でのTSCを用いた研究の状況を分野横断的に浮き彫りにするきっかけを掴むことができた。そして、TSC計測技術・装置の進展、コンピュータ技術の展開などを背景として、研究開発の場での新しいTSC技術への期待が大きいことが明らかにされてきた。さらに、デバイス開発の場では、TSCの国際標準化への動きも始まっていることなども明らかにされてきた。
このような状況を踏まえるとき、この時期に最近のTSC研究の最前線の状況をまとめることが、日本の学術・技術分野での活動や国際標準化活動などに有益であると判断される。以上を勘案して、ここに、『熱刺激電流を用いた材料・デバイス開発の最前線』をまとめることにした。
岩本光正
(「刊行にあたって」より一部抜粋)

著者一覧

岩本光正東京工業大学
工藤一浩千葉大学
中村雅一奈良先端科学技術大学院大学
松島敏則九州大学
秦川江九州大学
安達千波矢九州大学
大橋昇諏訪東京理科大学
吉田郵司産業技術総合研究所
山田俊樹情報通信研究機構
大友明情報通信研究機構
田口大東京工業大学
佐藤一石徳島文理大学
串田一雅大阪教育大学
栗山一男法政大学
西田貴司福岡大学
田中優実東京理科大学
佐々木匠キーサイト・テクノロジー・インターナショナル合同会社
平山泰生(株)リガク
吉田福蔵大阪工業大学
与名本欣樹(株)日立製作所
秋永広幸産業技術総合研究所
角谷透産業技術総合研究所
野田周一産業技術総合研究所;(現)東北大学
島久産業技術総合研究所

目 次

【第I編 TSCの基礎と評価法】
第1章TSCとは  (岩本光正)
1TSC
2TSCはなぜ流れるか
3典型的なTSC電流波形
3.1双極子分極のTSC電流
3.1.1TSC電流
3.2脱トラップによるTSC電流
4実際のTSC測定回路
5TSC評価法の規格化
6まとめと展望
【第II編 TSCを用いた材料・デバイス評価】
第2章半導体材料とデバイス評価  (工藤一浩)
1半導体デバイス性能とトラップ準位
1.1はじめに
1.2光電変換素子
1.3発光素子(LED、LD)
1.4電界効果トランジスタ
2半導体の界面準位、トラップ準位評価
2.1はじめに
2.2容量-電圧(C-V)測定
2.3インピーダンス分光法(IS)
2.4深準位過渡容量(DLTS)
2.5熱刺激電流(TSC)
2.6各種測定法の特徴と比較
第3章有機半導体デバイスのTSCとトラップ評価
1有機トランジスタ  (中村雅一)
1.1はじめに
1.2電界効果熱刺激電流法
1.3有機トランジスタの素子特性とTSC測定結果の対応例
1.4様々な測定法によるバンド端近傍状態密度関数の比較
1.5おわりに
2有機半導体デバイスの劣化とキャリアトラップ  (松島敏則、秦川江、安達千波矢)
2.1はじめに
2.2有機EL
2.3有機バルクヘテロ接合太陽電池
2.4有機無機ペロブスカイト太陽電池
2.5有機トランジスタ
2.6Alq3薄膜
2.7おわりに
3有機太陽電池  (大橋昇、吉田郵司)
3.1はじめに
3.2有機太陽電池によるC60の純度評価
3.3太陽電池の評価結果と考察
3.4TSCによるC60の評価手法
3.5熱刺激電流測定の最適化
3.6C60薄膜の熱刺激電流測定結果と考察
3.7おわりに
第4章電気光学(EO)高分子材料のTSC  (山田俊樹、大友明、岩本光正)
1はじめに
2EOポリマーのTSC測定
3EOポリマー分子とTSC測定による安定性評価
4EOポリマーの緩和機構
5EO定数r33測定とTSC
6まとめと展望
第5章電気絶縁材料  (田口大、岩本光正)
1はじめに
2絶縁材料とTSC
3絶縁材料のTSC
3.1ポリエチレンテレフタレート
3.2ポリエチレンのTSC
4おわりに
第6章生体材料  佐藤一石
1はじめに
2水のTSDC
2.1TSDC測定
2.2各種標準水の緩和挙動
2.3ピーク温度法による活性化エネルギーの決定
2.4TSDCプロファイルに与える陽イオンの影響
2.5外力処理によって製造された各種機能水の分類
3ナイロン66のTSDC
3.1試料調製
3.2TSDC法による緩和機構解析
3.3グローバル法による高次構造解析
3.4サーマルサンプリング法による高次構造解析
4おわりに
第7章耐環境材料
─ワイドギャップ化合物半導体における粒子線照射損傷とTSCによる欠陥準位の評価─  (串田一雅、栗山一男)
1はじめに
1.1ワイドギャップ化合物半導体GaN、ZnO
1.2「耐環境」─半導体材料が耐えるべき環境とは?─
1.3本稿の目的と概略
2粒子線による格子欠陥の導入
3熱刺激電流(TSC)法による欠陥準位の評価
3.1TSC法による評価法
3.2評価例─GaNの場合─
3.2.1中性子線照射GaNの欠陥準位の評価
3.3評価例─ZnOの場合
3.3.1未照射試料のTSC測定
3.3.2電子線照射試料(1×1017cm-2)のTSC測定
3.3.3電子線照射試料(5×1017cm-2)のTSC測定─永続光伝導の影響─17)
4多段階光照射によってさらに精密な欠陥準位評価へ─将来への展望─
第8章強誘電体材料
1強誘電体のメモリー効果とTSC  (西田貴司)
1.1強誘電体材料の薄膜化と電子デバイス応用
1.2強誘電体薄膜の熱刺激電流測定
2イオン伝導性セラミックス材料のイオン分極のTSC  (田中優実)
2.1はじめに
2.2イオン伝導性セラミックスの導電特性評価
2.3TSC法によるイオン伝導性セラミックスの分極状態評価
2.4おわりに
【第V編  TSC計測・解析技術の展開】
第9章測定装置
1TSC測定のための微小電流測定技術  (佐々木匠)
1.1はじめに
1.2一般的な微小電流測定の基本知識:ノイズ源
1.3理想的な測定のために
1.4さらに信頼性の高い測定のためのポイント
1.5TSC測定のための微小電流測定系構築のまとめ
2TSC測定装置  (平山泰生)
2.1はじめに
2.2装置構成
2.3測定条件のノウハウ
2.4部分昇温法の測定ノウハウと測定手順
第10章解析技術の展開
1TSCスペクトルの解析  (吉田福蔵)
1.1はじめに
1.2解析理論
1.3複数信号の寄与からなるTSCスペクトルの分離
1.4おわりに
2新しい解析技術  (与名本欣樹)
3TSCとSHGを用いた解析技術  (田口大)
3.1はじめに
3.2SHG-TSCの測定原理
3.3SHG-TSC測定系
3.4MIS素子(IZO/ポリイミド/ペンタセン/Au)のSHG-TSC測定
3.5おわりに
第11章TSCの標準化  (秋永広幸、角谷透、野田周一、島久)
1標準化の意義
2技術の普及
3製品の適切な品質の設定
4相互理解を促進する機能/競争環境の整備
5互換性・インターフェースの整合性の確保
6生産効率の向上
7まとめ



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