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Affiliation |
Engineering educational research section Semiconductor Science and Applied Physics Program |
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Professor |
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Related SDGs |
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FUKUYAMA Atsuhiko
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Degree 【 display / non-display 】
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Doctor (Engineering) ( 2000.3 Tohoku University )
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Master(Engineering) ( 1993.3 University of Miyazaki )
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Bachelor ( 1991.3 University of Miyazaki )
Research Areas 【 display / non-display 】
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Manufacturing Technology (Mechanical Engineering, Electrical and Electronic Engineering, Chemical Engineering) / Electric and electronic materials
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Nanotechnology/Materials / Nanostructural physics
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Nanotechnology/Materials / Thin film/surface and interfacial physical properties
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Nanotechnology/Materials / Applied physical properties
Papers 【 display / non-display 】
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S. Urano, T. Harada, T. Ikari, K. Kutsukake, and A. Fukuyama
Japanese Journal of Applied Physics 64 02SP01-1 - 02SP01-7 2025.2
Authorship：Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Journal of Applied Physics
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T. Harada, S. Harada, H. Suzuki, S. Endo, A. Ogura, M. Imaizumi, T. Ikari, and A. Fukuyama
Journal of Physics D: Applied Physics 58 115102-1 - 115102-10 2025.1
Authorship：Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Journal of Applied Physics
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T. Harada, K. Yamashita, T. Ikari, and A. Fukuyama
Journal of Applied Physics 136 205703-1 - 205703-10 2024.11
Authorship：Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Journal of Applied Physics
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T. Harada, K. Yamashita, T. Ikari, and A. Fukuyama
physica status solidi A 2400473 2400473-1 - 2400473-8 2024.10
Authorship：Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Journal of Applied Physics
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S. Komaba, N. Taketa, M. Asami, M. Sugiyama, T. Ikari, and A. Fukuyama
Journal of Applied Physics 1 - 4 2024.4
Authorship：Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Journal of Applied Physics
The laser heterodyne photothermal displacement (LH-PD) method was used to characterize the nonradiative recombination centers of semiconductors, such as defects and deep-lying electronic levels. When a semiconductor surface is irradiated with a modulated continuous wave laser, the irradiated area is periodically heated and expanded owing to the nonradiative recombination of the photoexcited carriers. The LH-PD can measure an absolute value of surface displacement and its time variation at various excitation beam frequencies (f e x). Si and GaAs substrate samples were used to confirm the usefulness of the proposed method. The obtained time variation of the surface displacement was well explained by theoretical calculations considering the carrier generation, diffusion, recombination, heat diffusion, and generated thermal strain. Because nonradiative carrier recombination generates local heat at defects in semiconductors, the LH-PD technique is useful for analyzing defect distributions. Additionally, measurements of intentional Fe-contaminated Si samples confirmed that this technique is suitable for defect mapping. Displacement mapping with changing f e x suggests the potential to measure the distribution of nonradiative recombination centers in the sample depth direction.
Books 【 display / non-display 】
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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
Total pages：107-117 Responsible for pages：107-117 Language：Japanese Book type：Scholarly book
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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
Language：Japanese Book type：Scholarly book
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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
Language：English Book type：Scholarly book
MISC 【 display / non-display 】
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光ヘテロダイン光熱変位法の構築と鉄汚染させたn型Siの非発光再結合マッピング Invited
原田知季、森田浩右、大山博暉、原田尚吾、碇哲雄、福山敦彦
超音波TECHNO 34 ( 3 ) 88 - 93 2022.6
Authorship：Corresponding author Language：Japanese Publishing type：Article, review, commentary, editorial, etc. (trade magazine, newspaper, online media) Publisher：日本工業出版
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光ヘテロダイン光熱変位測定による半導体の熱物性評価 (1) 理論解析モデルの構築
原田尚吾、森田浩右、大山博暉、原田知季、碇哲雄、福山敦彦
宮崎大学工学部紀要 51 45 - 49 2022.9
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
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フォトリフレクタンス法による波状超格子構造の光学的評価
山本尚輝、駒場森太郎、杉山正和、碇哲雄、福山敦彦
宮崎大学工学部紀要 51 57 - 61 2022.9
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
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PLおよびPR測定を用いたInAs/GaSb超格子構造の遷移エネルギー評価
迫田理久、矢田部龍彦、荒井昌和、碇哲雄、福山敦彦
宮崎大学工学部紀要 51 63 - 67 2022.9
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
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光ヘテロダイン光熱変位測定による半導体の熱物性評価 (2) Si-NP/SiGe複合膜の測定
森田浩右、原田尚吾、大山博暉、原田知季、大堀大介、寒川誠二、碇哲雄、福山敦彦
宮崎大学工学部紀要 51 51 - 55 2022.9
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
Presentations 【 display / non-display 】
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Development of a laser heterodyne photothermal displacement method to evaluate the carrier and heat propagation in semiconductors International conference
T. Harada, T. Ikari, and A. Fukuyama
17th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials (ISPlasma2025) (オンライン) 2025.3.3 東北大学流体科学研究所
Event date： 2025.3.3 - 2025.3.7
Language：English Presentation type：Oral presentation (invited, special)
Venue：オンライン
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Estimation of Physical Properties of Si by Laser Heterodyne Photothermal Displacement Method and Machine Learning
S. Urano, T. Harada, T. Ikari, and A. Fukuyama
第45回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム (USE2024) (オンライン) 2024.11.25 USE実行委員会
Event date： 2024.11.25 - 2024.11.27
Language：Japanese Presentation type：Oral presentation (general)
Venue：オンライン
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Estimation of Carrier Mobility in Si-Nanopillar/SiGe Composite Films by Laser Heterodyne Photothermal Displacement Measurements under Electric Field International conference
Y. Uno, T. Harada, D. Ohori, K. Endo, S. Samukawa, T. Ikari, A. Fukuyama
21th Int. Conference on Flow Dynamics (オンライン) 2024.11.18 東北大学流体科学研究所
Event date： 2024.11.18 - 2024.11.20
Language：English Presentation type：Poster presentation
Venue：オンライン
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Carrier recombination processes in newly proposed InGaAs/GaAsP compressively strained superlattice investigated by photoluminescence measurements International conference
N. Taketa, M. Asami, M. Sugiyama, T. Harada, T. Ikari, and A. Fukuyama
37th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC2024) (Lake Biwa Otsu Prince Hotel, Shiga, Japan) 2024.11.12 PVSEC committee
Event date： 2024.11.12 - 2024.11.15
Language：English Presentation type：Poster presentation
Venue：Lake Biwa Otsu Prince Hotel, Shiga, Japan
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Potential fluctuation at the band edge of Cu2ZnSnS4 thin film materials in solar cell structures investigated by a photoluminescence measurement International conference
S. Endo, T. Harada, T. Ikari, T. Aihara, H. Tampo, T. Nagai, A. Fukuyama
35th International Photovoltaic Science and Engineering Conference (PVSEC-35) (Lake Biwa Otsu Prince Hotel, Shiga, Japan) 2024.11.10 PVSEC committee
Event date： 2024.11.10 - 2024.11.15
Language：English Presentation type：Poster presentation
Venue：Lake Biwa Otsu Prince Hotel, Shiga, Japan
Awards 【 display / non-display 】
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令和5年度(第15回)半導体材料・デバイスフォーラム ポスター発表奨励賞
2024.9 熊本高専 半導体材料・デバイス研究部 光ヘテロダイン光熱変位法による鉄汚染させたSi中の鉄濃度測定
橋本壮大郎, 原田知季, 碇哲雄, 福山敦彦
Award type：Award from Japanese society, conference, symposium, etc. Country：Japan
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Best Poster Presentation Award
2022.11 Advanced Fluid Information Committee Analysis of in-plane thermal conduction in Si-Nanopillar/SiGe composite films by laser heterodyne photothermal displacement signal and theoretical calculation
H. Ohyama, T. Harada, K. Morita, S. Harada, D. Ohori, S. Samukawa, T. Ikari, and A. Fukuyama
Award type：Award from international society, conference, symposium, etc.
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Student Poster Award
2022.8 Optics-photonics Design & Fabrication Committee Defect mapping of metal contaminated Si wafers by a laser heterodyne photothermal displacement method
T. Harada, K. Morita, S. Harada, H. Ohyama, T. Ikari, and A. Fukuyama
Award type：Award from international society, conference, symposium, etc.
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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
Award type：Award from Japanese society, conference, symposium, etc. Country：Japan
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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
Award type：Award from Japanese society, conference, symposium, etc. Country：Japan
Grant-in-Aid for Scientific Research 【 display / non-display 】
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デバイス設計に革新をもたらすキャリア・フォノンマルチモーダル解析技術の開発
Grant number：25K01269 2025.04 - 2029.03
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)
Authorship：Principal investigator
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直接ギャップを有するIV族系新材料クラスレートの創成と物性解明
Grant number：25H00737 2025.04 - 2029.03
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(A)
Authorship：Coinvestigator(s)
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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
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(S)
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。
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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 - 2025.03
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)
Authorship：Coinvestigator(s)
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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
Authorship：Principal investigator
Available Technology 【 display / non-display 】
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超高効率な量子井戸太陽電池の研究開発
高温度安定性量子ドットレーザーの研究開発
発熱しない半導体デバイスの研究開発Home Page： 応用物理工学プログラム・福山研究室
Related fields where technical consultation is available：・機能性材料（半導体、絶縁体、有機物）の光学的・熱的特性評価
・半導体デバイスの熱損失等の評価Message：・非発光再結合過程、つまり熱によるエネルギー損失を評価できる研究室は国内外に殆ど存在しません。従来法の評価で原因が分からない等、お困りの場合はご連絡ください。