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論文

${it In situ}$ three-dimensional X-ray reciprocal-space mapping of InGaAs multilayer structures grown on GaAs(001) by MBE

佐々木 拓生; 高橋 正光; 鈴木 秀俊*; 大下 祥雄*; 山口 真史*

Journal of Crystal Growth, 425, p.13 - 15, 2015/09

 パーセンタイル:100(Crystallography)

${it In situ}$ three-dimensional X-ray reciprocal space mapping (${it in situ}$ 3D-RSM) was employed for studying molecular beam epitaxial (MBE) growth of InGaAs multilayer structures on GaAs(001). Measuring the symmetric 004 diffraction allowed us to separately obtain film properties of individual layers and to track the real-time evolution of both residual strain and lattice tilting. In two- layer growth of InGaAs, significant plastic relaxation was observed during the upper layer growth, and its critical thickness was experimentally determined. At the same thickness, it was found that the direction of lattice tilting drastically changed. We discuss these features based on the Dunstan model and confirm that strain relaxation in the multilayer structure is induced by two kinds of dislocation motion (dislocation multiplication and the generation of dislocation half-loops).

論文

Defect characterization in compositionally graded InGaAs layers on GaAs (001) grown by MBE

佐々木 拓生; Norman, A. G.*; Romero, M. J.*; Al-Jassim, M. M.*; 高橋 正光; 小島 信晃*; 大下 祥雄*; 山口 真史*

Physica Status Solidi (C), 10(11), p.1640 - 1643, 2013/11

 被引用回数:3 パーセンタイル:12.82

Defect characterization in compositionally step graded In$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$As layers with different thickness of the overshooting (OS) layer was performed using cathodoluminescence (CL) and transmission electron microscopy (TEM). We found that the type and in-plane distribution of defects generated in the top InGaAs layer grown on step graded layers strongly depend on the thickness of the OS layer. In the thin OS layer, a high density of threading dislocations aligned along [110] was observed. In the thick OS layer, significant line defects associating composition variation were dominantly present. These features on defect type and distribution would relate to strain and configuration of the OS layer.

論文

Real-time observation of crystallographic tilting InGaAs layers on GaAs offcut substrates

西 俊明*; 佐々木 拓生; 池田 和磨*; 鈴木 秀俊*; 高橋 正光; 下村 憲一*; 小島 信晃*; 大下 祥雄*; 山口 真史*

AIP Conference Proceedings 1556, p.14 - 17, 2013/09

 パーセンタイル:100

${it In situ}$ X-ray reciprocal space mapping during In$$_{x}$$Ga$$_{1-x}$$As/GaAs(001) MBE growth is performed to investigate effects of substrate misorientations on crystallographic tilting. It was found that evolution of the crystallographic tilt for the InGaAs films is strongly dependent on both layer structures and substrate misorientations. We discuss these observations in terms of an asymmetric distribution of dislocations.

論文

Numerical estimation of Ohmic loss of high power wideband diplexer for ECCD system

渥美 幸平*; 山口 智輝*; 長嶋 浩司*; 三枝 幹雄*; 福成 雅史*; 小田 靖久; 坂本 慶司

Plasma and Fusion Research (Internet), 8(Sp.1), p.2405077_1 - 2405077_4, 2013/06

A diplexer for high power millimeter wave has been developed as a fast switching device in ECCD system for improving a stabilizing efficiency of neoclassical tearing modes. The switching operation of diplexer was confirmed with the FDTD code developed in our laboratory and low power tests using a mock-up diplexer. The cooling design of half mirror will be a key issue of this development, so that the Ohmic loss of a miter bend and a half mirror of the ring resonator was estimated by the numerical simulations.

論文

Observation of in-plane asymmetric strain relaxation during crystal growth and growth interruption in InGaAs/GaAs(001)

佐々木 拓生*; 下村 憲一*; 鈴木 秀俊*; 高橋 正光; 神谷 格*; 大下 祥雄*; 山口 真史*

Japanese Journal of Applied Physics, 51(2), p.02BP01_1 - 02BP01_3, 2012/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:87.32(Physics, Applied)

In-plane asymmetric strain relaxation in lattice-mismatched InGaAs/GaAs(001) heteroepitaxy is studied by ${it in situ}$ three-dimensional X-ray reciprocal space mapping. Repeating crystal growth and growth interruptions during measurements allows us to investigate whether the strain relaxation is limited at a certain thickness or saturated. We find that the degree of relaxation during growth interruption depends on both the film thickness and the in-plane directions. Significant lattice relaxation is observed in rapid relaxation regimes during interruption. This is a clear indication that relaxation is kinetically limited. In addition, relaxation along the [110] direction can saturate more readily than that along the [$${bar 1}$$10] direction. We discuss this result in terms of the interaction between orthogonally aligned dislocations.

論文

Real-time structural analysis of compositionally graded InGaAs/GaAs(001) layers

佐々木 拓生*; 鈴木 秀俊*; 稲垣 充*; 池田 和磨*; 下村 憲一*; 高橋 正光; 神津 美和*; Hu, W.; 神谷 格*; 大下 祥雄*; et al.

IEEE Journal of Photovoltaics, 2(1), p.35 - 40, 2012/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:69.24(Energy & Fuels)

Compositionally step-graded InGaAs/GaAs(001) buffers with overshooting (OS) layers were evaluated by several characterization techniques for higher efficiency metamorphic III-V multijunction solar cells. By high-resolution X-ray diffraction, we found that fully relaxed or tensile strained top layers can be obtained by choosing appropriate OS layer thickness. Moreover, from real-time structural analysis using ${it in situ}$ X-ray reciprocal space mapping (${it in situ}$ RSM), it was proved that the top layer is almost strained to the OS layers, and it is independent of the thicknesses of the OS layers. Dislocations in the vicinity of the OS layers were observed by transmission electron microscopy, and the validity of results of ${it in situ}$ RSM was confirmed from the viewpoint of misfit dislocation behavior. Finally, by photoluminescence measurements, we showed that tensile strained top layers may be suitable for the improvement of minority-carrier lifetime.

論文

X-ray reciprocal space mapping of dislocation-mediated strain relaxation during InGaAs/GaAs(001) epitaxial growth

佐々木 拓生*; 鈴木 秀俊*; 高橋 正光; 大下 祥男*; 神谷 格*; 山口 真史*

Journal of Applied Physics, 110(11), p.113502_1 - 113502_7, 2011/12

 被引用回数:8 パーセンタイル:56.54(Physics, Applied)

Dislocation-mediated strain relaxation during lattice-mismatched InGaAs/GaAs(001) heteroepitaxy was studied through ${it in situ}$ X-ray reciprocal space mapping. At the synchrotron radiation facility SPring-8, a hybrid system of molecular beam epitaxy and X-ray diffractometry with a two-dimensional detector enabled us to perform ${it in situ}$ reciprocal space mapping at high-speed and high-resolution. Using this experimental setup, the lattice constants, the diffraction broadenings along in-plane and out-of-plane directions, and the diffuse scattering were investigated. The strain relaxation processes were classified into four thickness ranges with different dislocation behavior. In addition, the existence of transition regimes between the thickness ranges was identified.

論文

Growth temperature dependence of strain relaxation during InGaAs/GaAs(0 0 1) heteroepitaxy

佐々木 拓生*; 鈴木 秀俊*; 崔 炳久*; 高橋 正光; 藤川 誠司; 神谷 格*; 大下 祥雄*; 山口 真史*

Journal of Crystal Growth, 323(1), p.13 - 16, 2011/05

 被引用回数:15 パーセンタイル:16.7(Crystallography)

In$$_{0.12}$$Ga$$_{0.88}$$As/GaAs(001)の分子線エピタキシャル成長中のひずみ緩和の様子をその場X線逆格子マッピングにより解析した。成長温度420, 445, 477$$^{circ}$$Cにおける残留ひずみ・結晶性の変化の様子が測定された。Dodson-Tsaoの運動学的モデルは、実験による残留ひずみの測定結果とよく一致することがわかった。さらにひずみ緩和過程における転位の運動の温度依存性の解析から、転位の運動の熱励起を議論することが可能になった。

論文

Theoretical optimization of base doping concentration for radiation resistance of InGaP subcells of InGaP/GaAs/Ge based on minority-carrier lifetime

Elfiky, D.*; 山口 真史*; 佐々木 拓生*; 高本 達也*; 森岡 千晴*; 今泉 充*; 大島 武; 佐藤 真一郎; Elnawawy, M.*; Eldesoky, T.*; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, 49(12), p.121201_1 - 121201_7, 2010/12

 被引用回数:6 パーセンタイル:66.27(Physics, Applied)

宇宙用三接合太陽電池の耐放射線性強化技術開発の一環として、InGaP/GaAs/Ge太陽電池におけるInGaPサブセルのベース層キャリア濃度と耐放射線性の関係について調べた。発生キャリアの拡散長やベース層キャリア濃度をパラメータとしたシミュレーション解析を行った結果、低キャリア濃度のInGaPセルの方がより耐放射線性が高いことが導かれ、高崎量子応用研究所TIARAで行った陽子線照射実験の結果をよく再現することができた。また、低エネルギー(30keV)陽子線照射による少数キャリア拡散長の損傷係数及びキャリア枯渇係数は初期キャリア濃度には依存しなかったことから、耐放射線性の違いは発生電荷の収集を担う空乏層の長さや電界強度の影響、不純物に関連する複合欠陥に起因しているという可能性が示唆された。

論文

Effect of base doping concentration on radiation-resistance for GaAs sub-cells in InGaP/GaAs/Ge

Elfiky, D.*; 山口 真史*; 佐々木 拓生*; 高本 達也*; 森岡 千晴*; 今泉 充*; 大島 武; 佐藤 真一郎; Elnawawy, M.*; Eldesoky, T.*; et al.

Japanese Journal of Applied Physics, 49(12), p.121202_1 - 121202_5, 2010/12

 被引用回数:5 パーセンタイル:70.7(Physics, Applied)

宇宙用三接合太陽電池のミドルセルであるGaAsサブセルの耐性強化研究の一環として、高崎量子応用研究所TIARAにおいてGaAs太陽電池の200keV陽子線照射実験を行い、ベース層キャリア濃度が低い方が耐放射線性が高くなるということを明らかにした。また、放射再結合寿命と少数キャリア寿命の損傷係数をパラメータとするGaAs太陽電池の放射線照射劣化モデルを構築し、ベース層キャリア濃度の異なるGaAs太陽電池の耐放射線性がどのように変化するかを数値解析した。その結果、TIARAにおける実験結果をよく再現でき、今回構築した劣化モデルの妥当性を示すことができた。

論文

Real-time observation of anisotropic strain relaxation by three-dimensional reciprocal space mapping during InGaAs/GaAs(001) growth

鈴木 秀俊*; 佐々木 拓生*; 崔 炳久*; 大下 祥雄*; 神谷 格*; 山口 真史*; 高橋 正光; 藤川 誠司

Applied Physics Letters, 97(4), p.041906_1 - 041906_3, 2010/07

 被引用回数:26 パーセンタイル:22.49(Physics, Applied)

Real-time three-dimensional reciprocal space mapping measurement during In$$_{0.12}$$Ga$$_{0.88}$$As/GaAs(001) molecular beam epitaxial growth has been performed to investigate anisotropy in relaxation processes. Anisotropies, strain relaxation, and crystal quality in [110] and [1$$bar{1}$$0] directions were simultaneously evaluated via the position and broadness of 022 diffraction. In the small-thickness region, strain relaxation caused by $$alpha$$-dislocations is higher than that caused by $$beta$$-dislocations, and therefore crystal quality along [110] is worse than that along [1$$bar{1}$$0]. Rapid relaxation along both [110] and [1$$bar{1}$$0] directions occurs at almost the same thickness. After rapid relaxation, anisotropy in strain relaxation gradually decreases, whereas crystal quality along [1$$bar{1}$$0] direction, presumably due to $$beta$$-dislocations, becomes better that along [110] direction and the ratio does not decay with thickness.

論文

Study the effects of proton irradiation on GaAs/Ge solar cells

Elfiky, D.*; 山口 真史*; 佐々木 拓生*; 高本 達也*; 森岡 千晴*; 今泉 充*; 大島 武; 佐藤 真一郎; Elnawawy, M.*; Eldesuky, T.*; et al.

Proceedings of 35th IEEE Photovoltaic Specialists Conference (PVSC-35) (CD-ROM), p.002528 - 002532, 2010/06

 被引用回数:1 パーセンタイル:25.23

Ge基板上に作成したGaAs太陽電池にさまざまなエネルギーの陽子線を照射し、発電特性の劣化を調べるとともに、放射線損傷の陽子線エネルギー依存性をデバイスシミュレータを用いて検討した。その結果、開放電圧の劣化は50keVの陽子線照射で最も大きく、9.5MeVで最も小さいことが明らかとなった。デバイスシミュレータによる解析の結果、太陽電池の損傷領域が陽子線のエネルギーによって異なり、低エネルギーでは太陽電池のpn接合付近に大きな損傷を形成するために劣化も大きくなるということがわかった。

論文

In situ study of strain relaxation mechanisms during lattice-mismatched InGaAs/GaAs growth by X-ray reciprocal space mapping

佐々木 拓生*; 鈴木 秀俊*; 崔 炳久*; 高橋 正光; 藤川 誠司; 大下 祥雄*; 山口 真史*

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.1268, 6 Pages, 2010/05

 パーセンタイル:100

The in situ X-ray reciprocal space mapping (in situ RSM) of symmetric diffraction measurements during lattice-mismatched InGaAs/GaAs(001) growth were performed to investigate the strain relaxation mechanisms. The evolution of the residual strain and crystal quality were obtained as a function of InGaAs film thickness. Based on the results, the correlation between the strain relaxation and the dislocations during the film growth were evaluated. As a result, film thickness ranges with different relaxation mechanisms were classified, and dominant dislocation behavior in each phase were deduced. From the data obtained in in situ measurements, the quantitative strain relaxation models were proposed based on a dislocation kinetic model developed by Dodson and Tsao. Good agreement between the in situ data and the model ensured the validity of the dominant dislocation behavior deduced from the present study.

論文

${it In situ}$ real-time X-Ray reciprocal space mapping during InGaAs/GaAs growth for understanding strain relaxation mechanisms

佐々木 拓生*; 鈴木 秀俊*; 崔 炳久*; Lee, J.-H.*; 高橋 正光; 藤川 誠司; 新船 幸二*; 神谷 格*; 大下 祥雄*; 山口 真史*

Applied Physics Express, 2, p.085501_1 - 085501_3, 2009/07

 被引用回数:30 パーセンタイル:20.41(Physics, Applied)

${it In situ}$ real-time X-ray diffraction measurements during In$$_{0.12}$$Ga$$_{0.88}$$As/GaAs(001) epitaxial growth are performed for the first time to understand the strain relaxation mechanisms in a lattice-mismatched system. The high resolution reciprocal space maps of 004 diffraction obtained at interval of 6.2 nm thickness enable transient behavior of residual strain and crystal quality to be observed simultaneously as a function of InGaAs film thickness. From the evolution of these data, five thickness ranges with different relaxation processes and these transition points are determined quantitatively, and the dominant dislocation behavior in each phase is deduced.

論文

The H-Invitational Database (H-InvDB); A Comprehensive annotation resource for human genes and transcripts

山崎 千里*; 村上 勝彦*; 藤井 康之*; 佐藤 慶治*; 原田 えりみ*; 武田 淳一*; 谷家 貴之*; 坂手 龍一*; 喜久川 真吾*; 嶋田 誠*; et al.

Nucleic Acids Research, 36(Database), p.D793 - D799, 2008/01

 被引用回数:50 パーセンタイル:21.34(Biochemistry & Molecular Biology)

ヒトゲノム解析のために、転写産物データベースを構築した。34057個のタンパク質コード領域と、642個のタンパク質をコードしていないRNAを見いだすことができた。

論文

Growth of ferroelectric bismuth lanthanum nickel titanate thin films by RF magnetron sputtering

小舟 正文*; 福島 浩次*; 山路 徹*; 多田 英人*; 矢澤 哲夫*; 藤澤 浩訓*; 清水 勝*; 西畑 保雄; 松村 大樹; 水木 純一郎; et al.

Journal of Applied Physics, 101(7), p.074110_1 - 074110_6, 2007/04

 被引用回数:7 パーセンタイル:65.11(Physics, Applied)

高周波マグネトロンスパッタリングにより、Pt(100)/MgO(100)基板上に作製したビスマスランタンニッケル酸化物薄膜(Bi$$_{1-x}$$La$$_{x}$$)(Ni$$_{0.5}$$Ti$$_{0.5}$$)O$$_{3}$$(BLNT)のエピタキシャル成長、構造特性、誘電特性について、X線回折、透過型電子顕微鏡、ヒステリシスループ測定によって調べられた。強誘電的BLNTはx$$geq$$0.3でc軸配向し、単結晶の正方晶構造が現れる。c/aはLaの濃度が増えるにつれて1.004から1.028に変化する。成長方向の周りに4回対称性が見られた。X線異常散乱とX線吸収スペクトルの結果より、Biはペロブスカイト構造のAを+3価で占有していることが確かめられた。12$$mu$$C/cm$$^{2}$$の大きな残留分極の値が得られた。

論文

格子不整合太陽電池中の電子線照射誘起欠陥

佐々木 拓生*; Ekins-Daukes, N. J.*; Lee, H. S.*; 高本 達也*; 今泉 充*; 大島 武; 伊藤 久義; 山口 真史*

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 7, 2007/02

次世代の高効率太陽電池候補の一つである格子不整合多接合太陽電池のミドルセルとして期待されるInGaAs太陽電池の電子線照射欠陥をDeep Level Transient Spectroscopy(DLTS)法により調べた。化学気相法によりGaAs基板上に作製したIn$$_{0.16}$$Ga$$_{0.84}$$As太陽電池へ1MeV電子線を室温で1$$times$$10$$^{16}$$/cm$$^{2}$$し、DLTS測定を行ったところ、H0(Ev+0.26eV)とラベル付けされた正孔トラップとE1(Ev+0.34eV)及びE2(Ev+0.45eV)とラベル付けされた二つの電子トラップが電子線照射により発生することが見いだされた。

論文

Alternative splicing in human transcriptome; Functional and structural influence on proteins

由良 敬; 塩生 真史*; 萩野 圭*; 土方 敦司*; 平島 芳則*; 中原 拓*; 江口 達哉*; 篠田 和紀*; 山口 昌太*; 高橋 健一*; et al.

Gene, 380(2), p.63 - 71, 2006/10

 被引用回数:46 パーセンタイル:26.86(Genetics & Heredity)

選択的スプライシングとは、一つの遺伝子から複数個のタンパク質を生み出す分子機構のことである。この論文でわれわれは、ヒトの完全長cDNAのデータを用いて、選択的スプライシングによってタンパク質の機能と構造にどのような多様性が生み出されているのかを解析した。まず、選択的にスプライスされる部分の長さは、ほとんどの場合タンパク質のドメインよりも短いことを見いだした。短い配列の挿入欠失及び置換によって変化がもたらされるタンパク質には、情報伝達や転写翻訳関連のタンパク質が多いことがわかった。アミノ酸配列に変化がもたらされる部分は、機能部位であることが目立つ。興味深いことに67%の場合では、選択的スプライシングがタンパク質のコア領域に変化をもたらしていることがわかった。このことは選択的スプライシングによって、タンパク質の立体構造に大きな変化がもたらされる可能性が示唆される。選択的スプライシングは、タンパク質の立体構造変化を通してタンパク質ネットワークを調整する機構と考えられる。

論文

Electron radiation-induced defects in lattice mismatched InGaAs solar cells

佐々木 拓生*; 高本 達也*; 今泉 充*; 大島 武; 伊藤 久義; 山口 真史*

Proceedings of 7th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Application (RASEDA-7), p.165 - 168, 2006/10

格子不整合系の高効率多接合太陽電池のミドルセルとして期待されるInGaAs太陽電池へ1MeV電子線を照射し、発生する欠陥をDLTS(Deep Level Transient Spectroscopy)により調べた。InGaAsはGaAs基板上に有機金属化学気相成長(MOCVD)法により作製した。作製の際に行った熱サイクル処理(TCA)の回数と電子線照射により発生する欠陥の関係を調べた結果、TCA回数の増加とともにH1(E$$_{V}$$+0.26meV),E1(E$$_{C}$$-0.32meV),E2(E$$_{C}$$-0.52meV)のすべての欠陥ピークは減少し、残留する欠陥濃度はTCAにより減少していくことが見いだされた。TCAにより結晶性が向上することから、格子不整合系では未照射時における結晶性が耐放射線性にとって重要であり、TCAを行うことで照射欠陥の生成量を低減できることが判明した。

論文

Analysis for radiation-resistance of InGaP and GaAs sub-cells for InGaP/GaAs/Ge 3-junction solar cells

山口 真史*; Ekins-Daukes, N. J.*; Lee, H. S.*; 住田 泰史*; 今泉 充*; 高本 達也*; 安居院 高明*; 兼岩 実*; 上村 邦夫*; 大島 武; et al.

Proceedings of 2006 IEEE 4th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC-4) (CD-ROM), p.1789 - 1792, 2006/05

宇宙用InGaP/GaAs/Ge三接合(3J)太陽電池の耐放射線性強化技術開発の一環として、InGaP及びGaAsサブセルの陽子線(30及び200keV)照射効果を調べた。InGaP太陽電池はGaAs基板上に、GaAs太陽電池はGe基板上に有機金属化学気相成長法(MOCVD)により作製し、ベース層のキャリア濃度を変化させ耐放射線性との関係を調べた。その結果、InGaP, GaAs太陽電池ともに、ベースのキャリア濃度が高いほど発電特性の劣化が大きいことが明らかとなった。分光感度測定を行ったところ、ベースのキャリア濃度が高い太陽電池はキャリア濃度の低い太陽電池に比べ、長波長側の量子効率の低下が顕著であり、それにより発電特性の劣化が大きくなることが判明した。さらに、キャリア連続の方程式を用いて分光感度劣化のシミュレーションを行ったところ、拡散長及びベースのキャリア濃度の低下を考慮することで実験結果が再現でき、劣化の主要因が特定できた。

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