FUKUYAMA Atsuhiko

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Affiliation

Engineering educational research section Applied Physics and Engineering Program

Title

Professor

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Degree 【 display / non-display

  • Doctor (Engineering) ( 2000.3   Tohoku University )

  • Master(Engineering) ( 1993.3   University of Miyazaki )

  • Bachelor ( 1991.3   University of Miyazaki )

Research Areas 【 display / non-display

  • Manufacturing Technology (Mechanical Engineering, Electrical and Electronic Engineering, Chemical Engineering) / Electric and electronic materials

  • Nanotechnology/Materials / Nanostructural physics

  • Nanotechnology/Materials / Thin film/surface and interfacial physical properties

  • Nanotechnology/Materials / Applied physical properties

 

Papers 【 display / non-display

  • Reduction of white spot defects in CMOS image sensors using CH2P-molecular-ion-impacted epitaxial silicon wafers Reviewed

    T. Kadono, R. Hirose, A. Masuda, A, Suzuki, K. Kobayashi, R. Okuyama, Y. Koga, A. Fukuyama, and K. Kurita

    Proceedings of the 6th IEEE Electron Device Technology and Manufacturing Conference   8B-PR4-4-1 - 8B-PR4-4-2   2022.3

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (international conference proceedings)  

    Piezoelectric photothermal (PPT) measurements for the highly periodic Si nanopillar arrays embedded in Si0.7Ge0.3 (Si-NP/SiGe) were carried out to clarify the drastic decrease of the thermal conductivity κ. A distinctive dip was observed in the frequency-dependent PPT signal intensity. κ and absorption coefficient α were estimated by comparing experimental results to the calculation based on the one-dimensional multilayer thermal diffusion equation. In addition to the significant decrease of κ, it was also found that α of Si-NP/SiGe should increase for satisfying the fitting condition.

  • Dissociation Kinetics of Hydrogen Trapped in High-Dose Hydrocarbon Molecular-Ion-Implanted Region during Rapid Thermal Annealing Reviewed

    T. Kadono, R. Okuyama, R. Hirose, K. Kobayashi, A. O.-Masada, S. Shigematsu, Y. Koga, H. Okuda, A. Fukuyama, K. Kurita

    Proceedings of the 9th Int. Sympo. on Surface Science   01PS-19-1 - 01PS-19-2   2021.11

     More details

    Language:English   Publishing type:Research paper (international conference proceedings)  

    Piezoelectric photothermal (PPT) measurements for the highly periodic Si nanopillar arrays embedded in Si0.7Ge0.3 (Si-NP/SiGe) were carried out to clarify the drastic decrease of the thermal conductivity κ. A distinctive dip was observed in the frequency-dependent PPT signal intensity. κ and absorption coefficient α were estimated by comparing experimental results to the calculation based on the one-dimensional multilayer thermal diffusion equation. In addition to the significant decrease of κ, it was also found that α of Si-NP/SiGe should increase for satisfying the fitting condition.

  • Non-contact and non-destructive investigation of thermal properties of Si-nanopillar/SiGe composite films by using a laser heterodyne photothermal displacement method

    K. Morita, T. Harada Y. Arata, D. Ohori, S. Samukawa, T. Ikari and A. Fukuyama

    Proceedings of the 21th Int. Sympo. on Advanced Fluid Information   CRF-31-1 - CRF-31-2   2021.10

     More details

    Authorship:Corresponding author   Language:English   Publishing type:Research paper (international conference proceedings)  

    Piezoelectric photothermal (PPT) measurements for the highly periodic Si nanopillar arrays embedded in Si0.7Ge0.3 (Si-NP/SiGe) were carried out to clarify the drastic decrease of the thermal conductivity κ. A distinctive dip was observed in the frequency-dependent PPT signal intensity. κ and absorption coefficient α were estimated by comparing experimental results to the calculation based on the one-dimensional multilayer thermal diffusion equation. In addition to the significant decrease of κ, it was also found that α of Si-NP/SiGe should increase for satisfying the fitting condition.

  • Development of non-contact and non-destructive method for estimating the thermal properties by using the laser heterodyne photothermal displacement method

    T. Harada, Y. Arata, K. Morita, T. Ikari, A. Fukuyama

    Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics   42   1J1 - 1J3   2021.10

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    Authorship:Corresponding author   Language:English   Publishing type:Research paper (conference, symposium, etc.)  

    We have carried out the PPT measurements of Si-NP sample and theoretical analysis for multilayer structure based on one-dimensional heat diffusion equation. Calculated results well reproduced the experimental f-dependence of the PPT signal intensities. We also investigated the effect of heat propagation between the LiNbO3 and rear-side air layer as well as at the interface of Si-NP/SiGe composite film and LiNbO3. In conclusion, since the thermal conductivity of LiNbO3 was small, an effect of heat propagation within the LiNbO3 and escaping to the rear-side air is found to be negligibly small.

  • Theoretical study on the photothermal signal of the multilayer structure and application to the Si-nanopillar/SiGe composite films

    Y. Arata, T. Harada, D. Ohori, S. Samukawa, T. Ikari, A. Fukuyama

    Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics   41   3J5-1 - 3J5-2   2020.11

     More details

    Authorship:Corresponding author   Language:English   Publishing type:Research paper (conference, symposium, etc.)  

    We have carried out the PPT measurements of Si-NP sample and theoretical analysis for multilayer structure based on one-dimensional heat diffusion equation. Calculated results well reproduced the experimental f-dependence of the PPT signal intensities. We also investigated the effect of heat propagation between the LiNbO3 and rear-side air layer as well as at the interface of Si-NP/SiGe composite film and LiNbO3. In conclusion, since the thermal conductivity of LiNbO3 was small, an effect of heat propagation within the LiNbO3 and escaping to the rear-side air is found to be negligibly small.

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Books 【 display / non-display

  • 微結晶シリコン太陽電池の光学的性質

    碇哲雄、福山敦彦( Role: Joint author)

    シーエムシー  2009.7 

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    Total pages:107-117   Responsible for pages:107-117   Language:Japanese Book type:Scholarly book

  • LED革新のための最新技術と展望

    福山敦彦( Role: Sole author ,  第2章第3節を分担執筆)

    情報機構  2008.11 

     More details

    Language:Japanese Book type:Scholarly book

  • Nonradiative Investigation of Impurity and Defect Levels in Si and GaAsby Piezoelectric Photo-acoustic Spectroscopy

    T. Ikari and A. Fukuyama( Role: Joint author ,  第5章を分担執筆)

    SPIE Press (Washington, USA) Total 353 page (分担) 145-174 page  2000.6 

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    Language:English Book type:Scholarly book

MISC 【 display / non-display

  • GaAs量子ドットにおけるPLピークエネルギー温度依存性の励起光強度による影響

    中村泰樹、川畑公佑、迫田理久、間野高明、野田武司、碇 哲雄、福山敦彦

    宮崎大学工学部紀要   50   69 - 74   2021.9

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    Authorship:Corresponding author   Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (bulletin of university, research institution)   Publisher:宮崎大学工学部  

  • ナノピラー(NP)間隔を変化させたSi-NP/SiGe複合膜の熱および光学的特性評価

    安良田裕基、原田知季、森田浩右、大堀大介、寒川誠二、碇 哲雄、福山敦彦

    宮崎大学工学部紀要   50   59 - 63   2021.9

     More details

    Authorship:Corresponding author   Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (bulletin of university, research institution)   Publisher:宮崎大学工学部  

  • 3C-SiC膜上に成長したSiCウィスカーの光学的評価と単一光子源への有用性

    川畑公佑、中村泰樹、迫田理久、成田克、碇 哲雄、福山敦彦

    宮崎大学工学部紀要   50   65 - 68   2021.9

     More details

    Authorship:Corresponding author   Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (bulletin of university, research institution)   Publisher:宮崎大学工学部  

  • Reduction of non-radiative recombination by inserting a GaAs strain-relaxation interlayer in InGaAs/GaAsP superlattice solar cells investigated by photo-thermal spectroscopy

    R. Furukawa, A. Watanabe, T. Ikari, A. Fukuyama, M. Sugiyama

    Cho-onpa TECHNO   33 ( 3 )   79 - 85   2021.5

     More details

    Authorship:Corresponding author   Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (trade magazine, newspaper, online media)   Publisher:Japan Industrial Publishing Co., LTD.  

  • 液滴エピタキシー成長GaAs量子ドットの二峰性サイズ分布によるフォトルミネッセンスピークエネルギー温度依存性への影響

    宮内雄大、中村泰樹、川畑公佑、間野高明、野田武司、碇哲雄、福山敦彦

    宮崎大学工学部紀要   49   73 - 77   2020.7

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (bulletin of university, research institution)   Publisher:宮崎大学工学部  

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Presentations 【 display / non-display

  • 重金属汚染させた Si の光ヘテロダイン光熱変位法による非発光再結合中心マッピング

    原田知季, 安良田裕基, 森田浩右, 碇 哲雄, 福山敦彦

    令和4年春季 第69回応用物理学会学術講演会  (オンライン)  2022.3.24  応用物理学会

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    Event date: 2022.3.22 - 2022.3.26

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:オンライン  

  • InGaAs/GaAsP 超格子構造において障壁層の P 組成変化がもたらす歪み補償と間接遷移バンドのキャリア輸送特性への影響

    古川諒, 碇哲雄 ,山本尚輝,杉山正和,福山敦彦

    令和4年春季 第69回応用物理学会学術講演会  (オンライン)  2022.3.24  応用物理学会

     More details

    Event date: 2022.3.22 - 2022.3.26

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:オンライン  

  • Reduction of white spot defects in CMOS image sensors using CH2P-molecular-ion-impacted epitaxial silicon wafers International conference

    T. Kadono, R. Hirose, A. Masuda, A, Suzuki, K. Kobayashi, R. Okuyama, Y. Koga, A. Fukuyama, and K. Kurita

    The 6th IEEE Electron Device Technology and Manufacturing Conference  (オンライン)  2022.3.6  EDTM2022 organization

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    Event date: 2022.3.6 - 2022.3.9

    Language:English   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:オンライン  

  • バリア層のP組成比を変化させたInGaAs/GaAsP超格子太陽電池における光励起された電子と正孔の輸送特性

    赤木愛実, 古川諒, 山本尚輝, 杉山正和, 碇哲雄, 福山敦彦

    第12回半導体材料・デバイスフォーラム  (オンライン)  2021.12.10  熊本高専

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    Event date: 2021.12.10

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:オンライン  

  • MOVPE法で作製したInAs/GaSb超格子のPL法およびPR法を用いた基礎吸収端の測定

    中村泰樹, 川畑公佑, 迫田理久, 荒井昌和, 碇哲雄, 福山敦彦

    第12回半導体材料・デバイスフォーラム  (オンライン)  2021.12.10  熊本高専

     More details

    Event date: 2021.12.10

    Language:Japanese   Presentation type:Poster presentation  

    Venue:オンライン  

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Awards 【 display / non-display

  • 令和3年度(第12回)半導体材料・デバイスフォーラム ポスター発表奨励賞

    2021.12   熊本高専 半導体材料・デバイス研究部   電子線照射によりSi結晶中に形成された炭素起因欠陥準位の熱処理による回復過程

    山根流星, 川畑公佑, 中村泰樹, 迫田理久, 碇哲雄, 福山敦彦, 佐々木駿, 佐俣秀一, 三次伯知

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    Award type:Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country:Japan

  • 令和元年度(第11回)半導体材料・デバイスフォーラム 口頭発表最優秀賞

    2019.12   熊本高専 半導体材料・デバイス研究部   圧電素子光熱変換分光法による歪緩和層挿入超格子太陽電池のキャリア輸送特性評価

    古川諒, 渡部愛理, 岩永凌平, 中村翼, 碇哲雄, 杉山正和, 福山敦彦

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    Award type:Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country:Japan

  • 平成28年度(第8回)半導体材料・デバイスフォーラム ポスター発表奨励賞

    2016.11   熊本高専 半導体材料・デバイス研究部   フォトルミネッセンス法を用いた超格子構造中のキャリア輸送評価

    魯 家男, 武田 秀明, 中村 翼, 松落 高輝, 鈴木 秀俊, 碇 哲雄, K. Toprasertpong, 杉山 正和, 中野 義昭, 福山 敦彦

     More details

    Award type:Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country:Japan

  • 平成27年度(第7回)半導体材料・デバイスフォーラム ポスター発表奨励賞

    2015.11   熊本高専 半導体材料・デバイス研究部   無触媒MBE‐VLS成長したGaAsナノワイヤのSiドーピングによる結晶構造変化

    岩元 杏里,中野 真理菜,杉原 圭二,大堀 大介,境 健太郎,本田 善央, 山口 雅史, 天野 浩,碇 哲雄,福山 敦彦

     More details

    Award type:Award from Japanese society, conference, symposium, etc.  Country:Japan

  • 1st Incentive Prize for the Study of Advanced Materials Processing

    2004.2  

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    Award type:Award from publisher, newspaper, foundation, etc.  Country:Japan

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Grant-in-Aid for Scientific Research 【 display / non-display

  • 電子の非発光再結合を用いたGaAs中窒素不純物準位の高感度マッピング

    Grant number:21K04130  2021.04 - 2024.03

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

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    Authorship:Coinvestigator(s) 

    量子コンピューターへの応用を目的とした区別のつかない希薄な発光素子を研究対象とした顕微分光評価技術の開発を行う。 具体的には、対象となる試料のバンドギャップやバンドギャップ内に存在する中間準位と一致する波長の光を照射する選択励起条件下での顕微 測定の開発を行う。取り組みとして、顕微装置系に新たに励起光照射時に試料表面で発生する「起電力」および非発光再結合の際に生じる「熱波」をそれぞれ検出 可能にする。これらの信号を取得するために、それぞれ固有の検出器と試料ホルダーを設計・作製して実証実験を行い、得られた結果を共同研 究者と議論・測定系の再検討を実施して多様な材料に適用できる評価技術の立ち上げを行う。

  • 直接遷移型Ⅳ族半導体クラスレートの創成と光デバイス応用

    Grant number:21H01365  2021.04 - 2024.03

    独立行政法人日本学術振興会  科学研究費補助金  基盤研究(B)

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    Authorship:Coinvestigator(s) 

  • 光ヘテロダイン光熱変換法によるナノピラー複合材料の熱物性評価と熱電素子応用

    Grant number:21J22312  2021.04 - 2024.03

    独立行政法人日本学術振興会  科学研究費補助金  特別研究員奨励費

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    Authorship:Principal investigator 

  • 無欠陥ナノ周期構造によるフォノン場制御を用いた高移動度半導体素子

    Grant number:20H05649  2020.09 - 2025.03

    科学研究費補助金  基盤研究(S)

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    Authorship:Coinvestigator(s) 

    本研究提案では、無欠陥ナノ構造作製技術・フォノンバンドナノオーダー評価解析技術・ ナノオーダートランジスタ作製技術を融合することで、トランジスタチャネル領域でのフォ ノン場を制御するという究極のナノスケールサーマルマネージメントを実現して、高移動度 プレーナー型半導体素子の開発に挑戦する。つまり、独自技術であるバイオマスクと無損傷 中性粒子ビーム加工の組み合わせで形成される周期的で無欠陥なサブ10nm径の半導体ナノピ ラーをマトリックス材料で埋め込んだ複合構造を作製する。作製されたナノピラー複合構造 に対して新たに開発したナノメートルオーダー計測技術と理論的計算を適用し、材料やナノ ピラーサイズ、間隔がフォノン生成・輸送特性制御に有効であることを実験的・理論的解析 から初めて明らかにする。得られた知見をもとに本質的にフォノンによるキャリア移動度散 乱を極限まで抑えたナノピラー複合構造を設計し、同構造をトランジスタチャネルに採用す ることで革新的な高移動度半導体素子を実現する。また、学術的にはナノオーダーサイズの 熱物性評価が可能な新たな測定・解析技術の確立も併せて行い、汎用性の高いフォノン生 成・輸送並びにキャリア輸送を理論的に予測可能な物理モデルを構築する。

  • 可視光領域の直接ギャップを有するSiGe混晶クラスレートの物性解明

    2017.04 - 2021.03

    科学研究費補助金  基盤研究(B)

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

    研究の全体構想は、新材料「SixGe1-x 混晶クラスレート」の特長である「可視光領域のバンドギ ャップ」「直接遷移型」「環境に優しい IV 族材料」「高耐久性」を生かした高効率太陽電池の実現 である。先行研究において我々は、Si(および Ge)クラスレートの薄膜化に成功し、その太陽電池 動作の確認を世界に先駆けて行った。この成果を元に、本課題では、「SixGe1-x 混晶クラスレートの物性を解明し、高効率薄膜太陽電池への応用の指針を示す」ことを目的として研究を実施する。 具体的には、SixGe1-x 混晶混晶クラスレートの作製、薄膜化、物性解明(バンド構造、バンドギャ ップ、吸収係数、キャリア密度・寿命・移動度など)および太陽電池特性評価の実施である。

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