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中田 穣治(なかた じょうじ)

 
職名 教授・理学博士
担当科目 機器分析演習
固体電子論
固体物理学
自然科学の世界
数物ゼミナール
数理・物理学研究法
総合理学演習
総合理学研究Ⅰ・Ⅱ
卒業研究Ⅰ・Ⅱ
電磁気学Ⅰ
力学Ⅰ
輪講Ⅰ・Ⅱ
専門分野 イオンビーム科学,加速器科学,半導体物理
ホームページ 中田研究室
「神大の先生」中田穣治のページ
「神大の研究室」 [物理コース] 中田 穣治 研究室
 

主要著書、論文

1) Mechanism of low-temperature (≦300 ℃) crystallization and amorphization for the amorphous Si layer on the crystalline Si substrate by high-energy heavy-ion beam irradiation, Phys. Rev. B43, 14643 (1991).
2) Enhanced crystallization of amorphous Si containing hydrogen without oxygen during ion-beam irradiation at 310 °C and during furnace annealing below 450 °C, J. Appl. Phys. 82, 5433(1997).
3) Epitaxial crystallization during 600 °C furnace annealing of amorphous Si layer deposited by low-pressure chemical-vapor-deposition and irradiated with 1-MeV Xe-ions, J. Appl Phys.82, No.11, pp. 5446-5459, (1997).
4) Annealing of ion implanted defects in diamond by MeV ion-beam irradiation, Phys. Rev B60, 2747-2761 (1999).
5) BURIED OXIDE PRECIPITATES IN A Si WAFER DUE TO He ION IMPLANTATION AND HIGH-TEMPERATURE OXIDATION, Proceedings of the Material Research Society symposium, December 1-5, 2000, Boston, U. S. A.

略歴

1951年青森県生まれ,1974年3月東京大学理学部物理学科卒業,1976年3月同大学理学系研究科物理学専門課程修士終了(素粒子実験専攻),1976年4月日本電信電話公社入社,2.5MeV Van-de-Graaff加速器を使用した高エネルギーイオン注入法の研究に従事,特に高エネルギー重イオン照射による単結晶上に形成した非晶質層の低温単結晶化の研究に従事。この研究により1990年,東京大学より理学博士の学位を取得。1982年厚木電気通信研究所開設準備室に配属になり新しい厚木研究所設立準備と設立後の全所的な研究管理業務に従事。1985年からLSI(LargeScaleIntegration)製造における重要工程の一つであるリソグラフィーをSOR(Synchrotron Orbital Radiation)光で実現するため,超電導小型蓄積リング,特に3次元磁場解析による180°偏向超電導電磁石の設計に従事し,世界最初に超電導小型SORリングによる発光に成功。1990年から再び,2.5MeV Van-de-Graaff加速器を使用したイオンビーム照射による物質改質や分析法の研究に従事する。特にHe+イオンを使用したRBS(Rutherford Backscattering Spectroscopy)分析法に従事,RBS-channeling法で不純物の結晶格子中に占めるサイトを0.1Åの精度で決定する手法,核反応による軽元素分析等について立命館大学と共同研究。1999年から神奈川大学理学部教授

研究テーマ

(1)MeV級高エネルギー重イオン照射により非晶質層が低温で単結晶化する技術を用い,電子材料用ダイヤモンド半導体のデバイス化に取り組む。イオン注入によるダイヤモンドへのドーパント導入とその後の結晶回復を高エネルギー重イオン照射で行う,すべて非熱平衡過程を利用した低温プロセスで,世界中で40年以上達成されていないイオン注入ダイヤモンド導電層のN型化をめざしている。
(2)RBSチャネリング法,核反応法,PIXE(Proton Induced X-ray-Emission)法等のイオンビームを手段とした微量分析法の高分解能,高感度化技術に取り組む。これらの分析手法及びMeV級イオンビーム照射は固体物理,化学,生物学は勿論,電気工学,機械工学等の理工学の広い分野で利用され,さらに,医学,考古学等にも応用可能なパワフルな手法である。

研究内容について

ナノサイエンス・ダイヤモンド半導体
 高いエネルギーに加速されたイオンと固体との相互作用を通して各種物質を分析・解析し,物理現象の奥に潜む規則性,法則性を通して論理的な物の見方,考え方を学ぶ。手を汚し,身体を動かして実験することの大切さ,楽しさを学ぶ。
 2005~2006年の間に,文部科学省から助成金を獲得し,多目的中電流イオン注入装置,ホール効果測定装置等の大型設備を完備した。
 このイオン注入装置の仕様は研究用としては日本で最上位にランクされる性能を持ち,他の追随を許さない機能を持っている。また,東京工学大学岡山キャンパス ヴァン・デ・グラフ実験棟,法政大学イオンビーム工学研究所と共同研究を行っており,そこで,実験実習する機会も有り得る。具体的には将来デバイスとして,Si LSIが機能しない過酷な環境下(耐高温性,耐放射線性)でも動作するワイドギャップ半導体の代表格であるダイヤモンドの電子デバイス化,ま た,カーボンナノチューブを高度に制御して作製する方法を目指した研究を行う。ダイヤモンド半導体の場合,特にイオン注入で導入したN型不純物(P,S 等)を活性化する手段として,MeV級の高エネルギーイオンビーム照射によりアニールを行う。これら全てが非熱平衡過程を利用したプロセスにより,世界で40年以上研究されながら未だ達成出来ていないダイヤモンドのN型化を狙う。またコンピュータによるシミュレーションを通して実験結果を解釈することにも重点を置き,コンピュータを駆使できる物理実験屋を養成することも大きな目標である。

 
 
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