小林 正和 (コバヤシ マサカズ)

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所属

理工学術院 先進理工学部

職名

教授

ホームページ

http://www.eb.waseda.ac.jp/kobayashi/

兼担 【 表示 / 非表示

  • 理工学術院   大学院先進理工学研究科

学内研究所等 【 表示 / 非表示

  • 2020年
    -
    2022年

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

学歴 【 表示 / 非表示

  • 1983年04月
    -
    1988年03月

    東京工業大学   工学系研究科   電子物理工学  

  • 1979年04月
    -
    1983年03月

    早稲田大学   理工学部   電気工学科  

学位 【 表示 / 非表示

  • 東京工業大学   工学博士

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1991年
    -
    2000年

    千葉大学   工学部電気電子工学科   助教授

  • 2000年
    -
     

    早稲田大学   理工学術院   教授

  • 1990年
    -
    1991年

    Purdue University   School of Electrical Engineering   主幹研究員

  • 1989年
    -
    1990年

    Purdue University   School of Electrical Engineering   客員助教授

  • 1988年
    -
    1989年

    Purdue University   School of Electrical Engineering   助手

所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    American Physical Society

  •  
     
     

    IEEE

  •  
     
     

    American Insitute of Physics

  •  
     
     

    電気学会

  •  
     
     

    応用物理学会

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研究分野 【 表示 / 非表示

  • 生体材料学

  • 生体医工学

  • 電気電子材料工学

  • 無機材料、物性

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 分子線エピタキシ 化合物半導体 ナノ粒子 光物性 電子物性 自家蛍光 分光画像解析、電子デバイス、固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)、半導体物性

論文 【 表示 / 非表示

  • Pursuit of single domain ZnTe layers on sapphire substrates

    Masakazu Kobayashi

    Journal of Crystal Growth   512   189 - 193  2019年04月

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    © 2019 ZnTe layers were grown on various orientation surfaces of sapphire substrates, namely c-, a-, r-, and S-planes. Single domain dominant layers were achieved by carefully controlling the substrate orientation and introducing the thin buffer layer. The substrate surfaces were annealed at approximately 1000 °C to achieve an atomically smooth surface with step-terrace structures. Single domain layers were achieved by employing the step-terrace structured substrates. A nanofacet structure of the substrate surface consisting of the r-plane and the S-plane was obtained by annealing the m-plane substrate surface. Nucleation of ZnTe occurred along the nanofacet. It was confirmed that preferential nucleation of ZnTe on the S-plane of the nanofacet took place. Nitrogen doping of the ZnTe layer was performed, with the doping efficiency confirmed as being as good as ZnTe layers prepared on GaAs substrates. This is another indication of the high crystal quality for the prepared ZnTe layer.

    DOI

  • The Optical Property Characterization of AgGaTe<inf>2</inf>Prepared by the Two-Step Closed Space Sublimation

    Aya Uruno, Masakazu Kobayashi

    Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science   216   592  2019年01月  [査読有り]

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    ? 2018 WILEY-VCH Verlag GmbH &amp; Co. KGaA, Weinheim Since its bandgap is close to optimum value, AgGaTe2is regarded as a promising material for solar cells. This paper reports the result of photoluminescence (PL) experiments on AgGaTe2thin films prepared by the two-step closed space sublimation method. In particular, the effect of by-products including Ag2Te or AgGa5Te8on PL properties of AgGaTe2is investigated. The radiative recombination process is also explored. PL measurements of thin films are performed by changing the excitation intensity and measured temperature. It is confirmed that the emission band probably derived from defects and impurities exists near 1.02 eV and the emission band derived from free exciton (FE) exists around 1.32 eV, and the variation of FE emission intensity is affected by the Ag/Ga ratio in AgGaTe2. It is also investigated that the activation energy (EA) of the FE emission is about 7.8 meV.

    DOI

  • The Growth of CuGaTe<inf>2</inf> Thin Films by Two-Step Closed Space Sublimation

    Aya Uruno, Masakazu Kobayashi

    Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science   216  2019年01月

     概要を見る

    © 2019 WILEY-VCH Verlag GmbH &amp; Co. KGaA, Weinheim CuGaTe2 layers are successfully grown on Si (001) and Mo/quartz substrates using two-step closed space sublimation (CSS). The surface morphology of the Cu2Te first layer is affected by the surface free energy of the different substrates. Cu2Te grown on Si (001) comprises hexagonal islands which are highly oriented to the (0001). Conversely, Cu2Te layers formed on Mo/quartz substrates forms a thin film. The surface morphology and the quality of the crystals in the CuGaTe2 layers are investigated. Overgrowth by CuGaTe2 of the Cu2Te islands on Si substrates is confined to the islands only and there is no nucleation on the bare substrate. On the contrary, overgrowth by CuGaTe2 on the continuous Cu2Te films on Mo/quartz substrates produces continuous thin films. Therefore, the surface morphology of the CuGaTe2 layers can be controlled by changing the substrate material because they have different surface free energies.

    DOI

  • Formation of AgGaTe2 films from (Ag2Te+Ga2Te3)/Ag2Te or Ga2Te3/Ag2Te bilayer structures

    Uruno Aya, Kobayashi Masakazu

    AIP ADVANCES   8 ( 11 ) 5023  2018年11月  [査読有り]

    DOI

  • The Crystal Quality and Surface Wettability of Various Tellurium-Based Chalcopyrite Layers Grown by the Closed Space Sublimation

    Aya Uruno, Yohei Sakurakawa, Masakazu Kobayashi

    Journal of Electronic Materials   47 ( 10 ) 5730 - 5734  2018年10月  [査読有り]

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    ? 2018, The Minerals, Metals &amp; Materials Society. AgGaTe2, AgAlTe2, CuGaTe2, and Ag(Ga,Al)Te2layers were deposited by the close spaced sublimation method. The surface morphology and crystal quality of these Te-based chalcopyrite layers were systematically evaluated. Controlling the stoichiometry of these layers grown by the closed space sublimation was very difficult because Te preferentially detached from the source materials during the sublimation process and then Te vapor leaked out from the reactor. To solve this problem, the gap between the lid and reactor boat was minimized, and the vapor was encapsulated. As a result, the crystal quality of the AgGaTe2and AgAlTe2was improved. However, the controlling stoichiometry of CuGaTe2remained difficult even after the Te vapor leakage was minimized. This behavior was attributed to the large vapor pressure difference between Cu and Te. The surface morphology of the grown AgGaTe2and CuGaTe2layers exhibited scattered grain structure, while that of AgAlTe2possessed a continuous film structure. These different surface structures contributed to differing wettability between the chalcopyrite materials and substrates. It was found that AgAlTe2exhibited a high wettability against a sapphire substrate, which promoted continuous film formation.

    DOI

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書籍等出版物 【 表示 / 非表示

  • 発光と受光の物理と応用

    小林洋志( 担当範囲: 38-45, 332-341)

    培風館  2008年03月

  • Blue Laser and Light Emitting Diodes,

    A. Yoshikawa, K. Kishino, M. Kobayashi, Yasuda

    オーム社  1996年

  • Widegap II-VI Compounds for Opto-electronic Applications

    M. Kobayashi, R.L. Gunshor, L.A. Kolodziejski( 担当範囲: 124-164)

    1992年

  • 半導体結晶材料総合ハンドブック

    秋田健三( 担当範囲: 45-57)

    フジ・テクノシステム  1986年06月

Misc 【 表示 / 非表示

  • SrGa2S4:Eu nanoparticle phosphors prepared by a ball milling method

    M. Kobayashi, S. Hamaguchi, T. Yamamoto

    Proceedings of the World Congress on Particle Technology 6   27   137  2010年

  • X-ray Diffraction Studies of ZnMgTe/ZnTe Layered Structures and ZnTe/Si Structures

    M. Kobayashi, S. Imada, T. Baba, S. Sakurasawa

    Proceedings of 2009 II-VI Workshop     7.6  2009年

  • The Effects of Post-Annealing on the Crystallinity and the Optical Properties of SrGa2S4:Eu Nanoparticles

    S. Hamaguchi, R. Takeuchi, T. Yamamoto, M. Kobayashi

    Proceedings of the 16th International Display Workshops     PHp - 16  2009年

  • Spectroscopy of self-assembled quantum dots in ZnSe

    Hailong Zhou, A.V. Nurmikko, S. M. Kobayashi, A. Yoshikawa

    Proceedings of International Quantum Electronics Conference     15 - 16  1999年

  • MBE Growth of Device-Quality Cubic GaN on Atomically Flat (001)GaAs Prepared by Atomic-Hydrogen Treatment at High-Temperatures

    A. Yoshikawa, Z. Qin, H. Nagano, Y. Sugure, A. W. Jia, M. Kobayashi, Y. Kato, K. Takahashi

    Slicon Carbide III-nitrides and Related Materials   Part2 ( 264-268 ) 689 - 692  1998年

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共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 光プローブによる結晶成長の原子・分子レベルの新しいその場観察法の研究-表面光干渉法-

    一般研究(B)

  • 青色半導体レーザ作製のための複合光励起有機金属気相成長技術の開発研究

    基盤研究(B)

  • ZnSe系量子箱の自然構築法開発に関する基礎研究

    奨励研究(A)

  • マルチフェーズエピタキシ技術の構築によるワイドギャップ半導体の新規物性探査

    基盤研究(C)

  • 環境変動による疲労損傷加速効果の実証と損傷回復処理

    基盤研究(B)

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講演・口頭発表等 【 表示 / 非表示

  • Preparation of AgGaTe2 Layers on Mo with Sputtered Ag2Te Buff er Layers

    Aya Uruno, Masakazu Kobayashi

    61st Electronic Materials Conference  

    発表年月: 2019年06月

  • Orientation Shift of ZnTe Epilayers Grown on M-Plane Sapphire Substrates by Introducing Nano-Facet Structures

    KOBAYASHI, Masakazu

    2019 MRS Spring Meeting  

    発表年月: 2019年04月

  • 室温で作製したAg2Te中間層を用いた金属電極膜上AgGaTe2の作製

    宇留野彩, 小林正和

    電気学会全国大会講演論文集(CD-ROM)  

    発表年月: 2019年03月

  • スパッタ法で作製したAg2Te中間層を用いたAgGaTe2薄膜の作製

    宇留野彩, 小林正和, 小林正和

    応用物理学会春季学術講演会講演予稿集(CD-ROM)  

    発表年月: 2019年02月

  • The Growth of CuGaTe2 Thin Film by Two-step Closed Space Sublimation

    Aya Uruno, Masakazu Kobayashi

    21st International Conference on Ternary and Multinary Compounds   (Boulder Colorado USA) 

    発表年月: 2018年09月

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    Th-A-915

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • サファイア基板上のZnTe成長初期過程の評価

    2020年  

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    テラヘルツ波検出のためZnTeに注目しておりr面とS面が周期的かつ連続的に並ぶナノファセット構造を持つサファイア基板上ZnTe薄膜の作製を行っている。単一ドメインZnTe薄膜成長のためにナノファセットS面上にZnTe成長核の選択形成を行う必要がある。しかし17.66°の傾斜角をS面方向へつけることによりS面の表面積が小さくなるためZnTe成長核の選択形成は困難であった。SEM解析の結果,RHEEDによるその場観察を行いrナノファセット面からの脱離を確認した後にZn照射を始めることによって多くのZnTeバッファ層をSナノファセット面上に残すことができ,それによりZnTe成長核のS面選択形成が可能となることが明らかとなった

  • 熱処理によるサファイア基板表面形状の制御と薄膜成長に与える影響の評価

    2019年  

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    m面サファイア基板上に分子線エピタキシー法で高品質ZnTe薄膜の作製に取り組んできた。1200~1500℃の高温で基板を大気中に放置することでナノファセットと呼ばれるr面とS面の周期構造が形成可能なことが明らかになった。r面とS面で核形成から成長初期の状態までの間が大きく異なること、特に成長温度によって大きな影響を受けることを明らかにした。特に温度が高くなるにつれてr面上に堆積が減少してくることを明らかにした。さらに成長初期に高温で原料の交互供給をすることが高品質の薄膜作製に重要なことであると明らかにした。実際に成長初期核をS面上に選択的に形成することが可能になったことで極めて配向性の高いZnTe薄膜が得られた。

  • 濡れ性制御近接昇華法によるカルコゲン化合物微細構造作製と太陽電池構造への応用

    2018年  

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    近接昇華法を用いてMo/quartz基板上にソース温度を変化させてCu2Te膜と二段階目のCuGaTe2膜の作製を行い、それぞれの膜厚に与える影響を探査した。また、1段階目のCu2Te中間層の膜厚を一定とし、2段階目のCu2TeとGa2Te3の混合粉末原料の重量を変化させることでCu-Ga-Te膜の形成相にどのような影響を与えるか探査した。ソース温度を上げて作製することにより、太陽電池応用に向けて必要な膜厚1μmのCuGaTe2の作製に成功した。また、二段階目のCu2TeとGa2Te3の混合粉末原料の重量を変化させることで堆積物のGa2Te3のモル分率が変化し、Cu-Ga-Te膜の形成相の種類や量が変化することが明らかとなった。

  • 二段階近接昇華法による高品質カルコパイライト薄膜の光学的特性解析

    2017年  

     概要を見る

    2段階近接昇華法を用いることで高品質テルル系カルコパイライト薄膜の作製が可能になってきた。様々な条件によってシリコン基板上に作製されたAgGaTe2の光学的特性を極低温フォトルミネッセンス(PL)法によって評価した。PLスペクトルから1.02 eV付近と1.32 eV付近に2つのピークが観測された。詳細解析の結果1.32 eV付近の発光は自由励起子由来の発光であった。状態図をもとに薄膜内の結晶について検討を行ったところ、AgGa5Te8を含むAgGaTe2薄膜においては自由励起子由来の発光がつよく確認されるがAg2Teを含むと自由励起子由来の発光が消光することが明らかになった。

  • 2段階近接昇華法による高品質カルコパイライト薄膜の作製と多接合型太陽電池構造応用

    2017年  

     概要を見る

    2段階近接昇華法を用いることで高品質テルル系カルコパイライト薄膜の作製が可能になってきた。AgGaTe2の成果をもとに、CuGaTe2の2段階近接昇華法が応用可能かどうかについて検討を行った。そこで中間層材料としてCu2Teに着目した。シリコン基板上にCu2Te中間層を作製したところ、面内密度の改善が進み、比較的高密でのCu2Te粒状構造が確認された。さらにMo上にCu2Teを作製したところ、ほぼ膜状に分布した構造も作製できることが明らかになった。さらにその上にCuGaTe2を作製したところ、平坦性の高い薄膜状の結晶が得られるようになった。X線回折法を用いて結晶性を評価したところ、CuGaTe2が得られていることが明らかになった。

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海外研究活動 【 表示 / 非表示

  • 多元系材料の開発技術の研究調査

    2010年04月
    -
    2010年09月

    ニュージーランド   カンタベリ大学

    アメリカ   アリゾナ大学

 

現在担当している科目 【 表示 / 非表示

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担当経験のある科目(授業) 【 表示 / 非表示

  • 電子材料学

    千葉大学  

  • 半導体デバイス

    千葉大学  

  • 電子材料学

    早稲田大学  

  • 電子回路

    早稲田大学  

  • 電子デバイス

    早稲田大学  

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