石川 史太郎 (イシカワ フミタロウ)
| 量子集積エレクトロニクス研究センター | 教授 |
Last Updated :2025/06/07
■研究者基本情報
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研究者番号
- 60456994
J-Global ID
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経歴
学歴
■研究活動情報
論文
- Early-stage nucleation and growth of self-catalyzed GaAs nanowires on Si(111) with interfacial strain near pinholes
Kaito Nakama, Hidetoshi Hashimoto, Keisuke Minehisa, Fumitaro Ishikawa
Japanese Journal of Applied Physics, 2025年05月07日
研究論文（学術雑誌） - High-Throughput Single-Nanowire Optoelectronic Characterization Using Microfluidic Technology
Tharaka MDS Weeraddana, Keisuke Minehisa, Stephen A. Church, Charles Smith, Fumitaro Ishikawa, Patrick Parkinson
Advanced Photonics Research, 2025年04月 - Dynamics of Strongly Localized Excitons in GaAs/GaAsBi Core/Shell Nanowires
Mattias Jansson, Satoshi Hiura, Junichi Takayama, Akihiro Murayama, Fumitaro Ishikawa, Weimin M. Chen, Irina A. Buyanova
The Journal of Physical Chemistry C, 129, 4456, 4463, 2025年02月25日
研究論文（学術雑誌） - Anti-reflective and luminescent GaAs/AlGaAs core–shell nanowires on Si wafer with 1 ns carrier lifetime up to 400 K
Keisuke Minehisa, Hidetoshi Hashimoto, Kaito Nakama, Hiroto Kise, Shino Sato, Junichi Takayama, Satoshi Hiura, Akihiro Murayama, Fumitaro Ishikawa
Journal of Applied Physics, 137, 034301-1, 6, 2025年01月15日 - Rolled‐Up Membranes from GaAs/AlOx Core‐Shell Nanowire Ensembles Through Natural Oxidation
Hidetoshi Hashimoto, Keisuke Minehisa, Kaito Nakama, Kentaro Watanabe, Kazuki Nagashima, Takeshi Yanagida, Fumitaro Ishikawa
Advanced Optical Materials, 13, 2401968-1, 8, Wiley, 2025年01月03日
研究論文（学術雑誌）, Abstract
The formation of rolled‐up cylindrical membranes stemming from the strain deformation‐induced delamination of a film‐like nanowires array composed of coalesced GaAs nanowires embedded in AlOx with a buried GaAs/AlAs core‐shell structure is reported. The delamination of the nanowires array film is driven by natural oxidation resulting from prolongated exposure to ambient atmosphere. Investigation of the structural characteristics of the nanowires in the array reveals an analytical description of the oxidation mechanism leading to the formation of the rolled‐up structures. The membrane can easily transfer by simply shaking off the surface membranes of the sample. The cylindrical membranes maintain the optical properties of the core GaAs nanowires surrounded by native oxide. The findings show the prospects for area‐saving and transferable semiconductor devices with advanced nanoscale optical functions. - Homogeneous Large-Scale Synthesis of GaAs/GaInNAs/GaAs Nanowires on a Si Wafer for Devices Operating in the Near-Infrared Region
Keisuke Minehisa, Kaito Nakama, Hidetoshi Hashimoto, Fumitaro Ishikawa
ACS Applied Nano Materials, 7, 18, 21852, 21859, American Chemical Society (ACS), 2024年09月13日
研究論文（学術雑誌） - Exploring novel compound semiconductor nanowires
Fumitaro Ishikawa
JSAP Review, 2024, 240403-1, 6, 2024年02月 - High-Performance Multiwavelength GaNAs Single Nanowire Lasers
Mattias Jansson, Valentyna V. Nosenko, Yuto Torigoe, Kaito Nakama, Mitsuki Yukimune, Akio Higo, Fumitaro Ishikawa, Weimin M. Chen, Irina A. Buyanova
ACS Nano, 18, 2, 1477, 1484, American Chemical Society (ACS), 2024年01月
研究論文（学術雑誌） - GaAs/GaInNAs core-multishell nanowires with a triple quantum-well structure emitting in the telecommunication range
Kaito Nakama, Mitsuki Yukimune, Naohiko Kawasaki, Akio Higo, Satoshi Hiura, Akihiro Murayama, Mattias Jansson, Weimin M. Chen, Irina A. Buyanova, Fumitaro Ishikawa
Applied Physics Letters, 123, 8, 081104-1, 081104-6, 2023年08月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Lattice dynamics and carrier recombination in GaAs/GaAsBi nanowires
M. Jansson, V. V. Nosenko, G. Yu Rudko, F. Ishikawa, W. M. Chen, I. A. Buyanova
Scientific Reports, 13, 1, 12880-1, 12880-10, Springer Science and Business Media LLC, 2023年08月
研究論文（学術雑誌）, Abstract
GaAsBi nanowires represent a novel and promising material platform for future nano-photonics. However, the growth of high-quality GaAsBi nanowires and GaAsBi alloy is still a challenge due to a large miscibility gap between GaAs and GaBi. In this work we investigate effects of Bi incorporation on lattice dynamics and carrier recombination processes in GaAs/GaAsBi core/shell nanowires grown by molecular-beam epitaxy. By employing photoluminescence (PL), PL excitation, and Raman scattering spectroscopies complemented by scanning electron microscopy, we show that increasing Bi-beam equivalent pressure (BEP) during the growth does not necessarily result in a higher alloy composition but largely affects the carrier localization in GaAsBi. Specifically, it is found that under high BEP, bismuth tends either to be expelled from a nanowire shell towards its surface or to form larger clusters within the GaAsBi shell. Due to these two processes the bandgap of the Bi-containing shell remains practically independent of the Bi BEP, while the emission spectra of the NWs experience a significant red shift under increased Bi supply as a result of the localization effect. - Wafer-scale integration of GaAs/AlGaAs core–shell nanowires on silicon by the single process of self-catalyzed molecular beam epitaxy
Keisuke Minehisa, Ryo Murakami, Hidetoshi Hashimoto, Kaito Nakama, Kenta Sakaguchi, Rikuo Tsutsumi, Takeru Tanigawa, Mitsuki Yukimune, Kazuki Nagashima, Takeshi Yanagida, Shino Sato, Satoshi Hiura, Akihiro Murayama, Fumitaro Ishikawa
Nanoscale Advances, 5, 1651, 1663, Royal Society of Chemistry (RSC), 2023年01月
研究論文（学術雑誌）, Optically efficient GaAs/AlGaAs core–shell nanowires on 2-inch Si wafers before (front right) and after (others) growth. The samples show a dark-colored feature indicating light absorption on the substrate surface. - Structural evaluation of GaAs1−xBix obtained by solid-phase epitaxial growth of amorphous GaAs1−xBi thin films deposited on (0 0 1) GaAs substrates
Osamu Ueda, Noriaki Ikenaga, Yukihiro Horita, Yuto Takagaki, Fumitaka Nishiyama, Mitsuki Yukimune, Fumitaro Ishikawa, Yoriko Tominaga
Journal of Crystal Growth, 601, 126945-1, 126945-11, Elsevier BV, 2023年01月
研究論文（学術雑誌） - Designing Semiconductor Nanowires for Efficient Photon Upconversion via Heterostructure Engineering
Mattias Jansson, Fumitaro Ishikawa, Weimin M. Chen, Irina A. Buyanova
ACS Nano, 16, 8, 12666, 12676, American Chemical Society (ACS), 2022年08月23日
研究論文（学術雑誌） - AlGaOx nanowires obtained by wet oxidation as a visible white phosphor under UV-LED illumination
Takeru Tanigawa, Rikuo Tsutsumi, Fumitaro Ishikawa
Japanese Journal of Applied Physics, 61, SD, SD1005, SD1005, IOP Publishing, 2022年06月01日
研究論文（学術雑誌）, Abstract
We obtain white luminescence by the oxidation of GaAs/Al-rich Al0.87Ga0.13As nanowire which is visible to the eye. The oxidized amorphous AlGaOx shell emits light over a wide spectral range covering entire visible wavelengths between 400–700 nm. The emission intensity depends on the oxidation temperature and time. Through the optimization of those conditions, we observe clear white light from the sample by the eye under the illumination of ultraviolet light-emitting diodes, which would be applicable as a white light phosphor. - Crystalline quality of GaAs1−xBix grown below 250 °C using molecular beam epitaxy
Yoriko Tominaga, Yukihiro Horita, Yuto Takagaki, Fumitaka Nishiyama, Mitsuki Yukimune, Fumitaro Ishikawa
Applied Physics Express, 15, 4, 045504, 045504, IOP Publishing, 2022年04月01日
研究論文（学術雑誌）, Abstract
This study revealed the crystalline quality of the dilute bismide alloy GaAs1−xBix grown on a GaAs(001) substrate below 250 °C using molecular beam epitaxy. The substrate temperature and As flux played a dominant role in tuning the crystal structure between amorphous and single crystalline GaAs1−xBix, as well as in the Bi introduction in GaAs below 250 °C. Sample characterization demonstrated a substrate temperature of 250 °C produced single crystalline ∼200 nm thick GaAs0.982Bi0.018 with clear X-ray diffraction fringes, while the lower substrate temperature of 180 °C yielded an amorphous film. Rutherford backscattering spectrometry showed sufficient As supply at the growing surface provides uniform Bi distribution. - Molecular beam epitaxial growth of GaAs/GaNAsBi core–multishell nanowires
Masahiro Okujima, Kohei Yoshikawa, Shota Mori, Mitsuki Yukimune, Robert D. Richards, Bin Zhang, Weimin M. Chen, Irina A. Buyanova, Fumitaro Ishikawa
Applied Physics Express, 14, 11, 115002, 115002, IOP Publishing, 2021年11月01日, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Anomalously Strong Second‐Harmonic Generation in GaAs Nanowires via Crystal‐Structure Engineering
Bin Zhang, Jan E. Stehr, Ping‐Ping Chen, Xingjun Wang, Fumitaro Ishikawa, Weimin M. Chen, Irina A. Buyanova
Advanced Functional Materials, 31, 36, 2104671, 2104671, 2021年09月
研究論文（学術雑誌） - AlGaAs/GaAs superlattice photocathode grown by molecular beam epitaxy: correspondence between room temperature photoluminescence and quantum efficiency
Iori Morita, Fumitaro Ishikawa, Anna Honda, Daiki Sato, Atsushi Koizumi, Tomohiro Nishitani, Masao Tabuchi
Japanese Journal of Applied Physics, 60, SB, SBBK02, SBBK02, IOP Publishing, 2021年05月01日, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Sn-V centers in diamond activated by ultra high pressure and high temperature treatment
Rei Fukuta, Yohei Murakami, Hiroaki Ohfuji, Toru Shinmei, Tetsuo Irifune, Fumitaro Ishikawa
Japanese Journal of Applied Physics, 60, 3, 035501, 035501, IOP Publishing, 2021年03月01日, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Polytypism in GaAs/GaNAs core–shell nanowires
M Yukimune, R Fujiwara, T Mita, F Ishikawa
Nanotechnology, 31, 50, 505608, 505608, IOP Publishing, 2020年12月11日, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Self-assembled nanodisks in coaxial GaAs/GaAsBi/GaAs core–multishell nanowires
Bin Zhang, Mattias Jansson, Yumiko Shimizu, Weimin M. Chen, Fumitaro Ishikawa, Irina A. Buyanova
Nanoscale, 12, 40, 20849, 20858, Royal Society of Chemistry (RSC), 2020年10月08日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌）,The formation of self-assembled nanodisks open up new avenue for designing novel quantum structures by utilizing a dilute bismide.
- Twin defect-triggered deformations and Bi segregation in GaAs/GaAsBi core–multishell nanowires
Teruyoshi Matsuda, Kyohei Takada, Kohsuke Yano, Satoshi Shimomura, Yumiko Shimizu, Fumitaro Ishikawa
Applied Physics Letters, 117, 11, 113105, 113105, AIP Publishing, 2020年09月14日, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Dispersing InP Nanocrystals in Nano-polycrystalline Diamond during the Direct Conversion from Graphite
Rei Fukuta, Naoya Yamamoto, Yohei Murakami, Fumitaro Ishikawa, Hiroaki Ohfuji, Toru Shinmei, Tetsuo Irifune
Materials Transactions, 61, 9, 1707, 1710, 2020年09月01日, ［査読有り］
研究論文（学術雑誌） - Outermost AlGaO x native oxide as a protection layer for GaAs/AlGaAs core-multishell nanowires
Rikuo Tsutsumi, Naoki Tsuda, Bin Zhang, Weimin M. Chen, Irina A. Buyanova, Fumitaro Ishikawa
Applied Physics Express, 13, 075003-1, 4, 2020年06月, ［査読有り］, ［国際共著］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Effects of thermal annealing on localization and strain in core/multishell GaAs/GaNAs/GaAs nanowires
Roman M. Balagula, Mattias Jansson, Mitsuki Yukimune, Jan E. Stehr, Fumitaro Ishikawa, Weimin M. Chen, Irina A. Buyanova
Scientific Reports, 10, 8216-1, 9, 2020年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Coherent strain evolution at the initial growth stage of AlN on SiC(0001) proved by in situ synchrotron X-ray diffraction
Hidetoshi Suzuki, Fumitaro Ishikawa, Takuo Sasaki, Masamitu Takahasi
Applied Physics Express, 13, 055501-1, 055501-5, 2020年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Deep-ultraviolet near band-edge emissions from nano-polycrystalline diamond
Ryota Ishii, Rei Fukuta, Fumitaro Ishikawa, Masafumi Matsushita, Hiroaki Ohfuji, Toru Shinmei, Tetsuo Irifune, Mitsuru Funato, Yoichi Kawakami
High Pressure Research, 40, 1, 140, 147, 2020年02月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Effects of growth temperature and thermal annealing on optical quality of GaNAs nanowires emitting in the near-infrared spectral range
Jan Eric Stehr, Roman Balagula, Mattias Jansson, Mitsuki Yukimune, Ryo Fujiwara, Fumitaro Ishikawa, Weimin Chen, Irina A Buyanova
Nanotechnology, 31, 065702-1, 6, {IOP} Publishing, 2020年01月, ［査読有り］ - Controlling Bi Provoked Nanostructure Formation in GaAs/GaAsBi Core–Shell Nanowires
Teruyoshi Matsuda, Kyohei Takada, Kosuke Yano, Rikuo Tsutsumi, Kohei Yoshikawa, Satoshi Shimomura, Yumiko Shimizu, Kazuki Nagashima, Takeshi Yanagida, Fumitaro Ishikawa
Nano Letters, 19, 12, 8510, 8518, 2019年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Strain deformation in GaAs/GaAsBi core-shell nanowire heterostructures
T. Matsuda, K. Takada, K. Yano, S. Shimomura, F. Ishikawa
Journal of Applied Physics, 125, 194301-1, 5, 2019年05月, ［査読有り］, ［招待有り］ - Molecular beam epitaxial growth of dilute nitride GaNAs and GaInNAs nanowires
Mitsuki Yukimune, Ryo Fujiwara, Takaya Mita, Naoki Tsuda, Jun Natsui, Yumiko Shimizu, Mattias Jansson, Roman Balagula, W M Chen, Irina A Buyanova, Fumitaro Ishikawa
Nanotechnology, 30, 244002, 2019年02月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Near-Infrared Lasing at 1 µm from a Dilute Nitride-Based Multishell Nanowire
Shula Chen, Mitsuki Yukimune, Ryo Fujiwara, Fumitaro Ishikawa, Weimin M Chen, Irina A Buyanova
Nano Letters, 19, 2, 885, 890, 2019年01月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Annealing induced atomic rearrangements on (Ga,In) (N,As) probed by hard X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray absorption fine structure
Fumitaro Ishikawa, Kotaro Higashi, Satoshi Fuyuno, Masato Morifuji, Masahiko Kondow, Achim Trampert
Scientific Reports, 8, 1, 5962-1, 5962-13, 2018年12月01日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - N-induced Quantum Dots in GaAs/Ga(N,As) Core/Shell Nanowires: Symmetry, Strain, and Electronic Structure
M. Jansson, F. Ishikawa, W. M. Chen, I. A. Buyanova
Physical Review Applied, 10, 044040-1, 12, 2018年10月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Pulsed laser irradiation as a process of conductive surface formation on nanopolycrystalline diamond
Rei Fukuta, Naoya Yamamoto, Fumitaro Ishikawa, Masafumi Matsushita, Tsuyoshi Yoshitake, Hiroshi Ikenoue, Hiroaki Ohfuji, Toru Shinmei, Tetsuo Irifune
Japanese Journal of Applied Physics, 57, 11, 118004-1, 118004-3, 2018年10月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - GaAs/GaNAs core-multishell nanowires with nitrogen composition exceeding 2%
Mitsuki Yukimune, Ryo Fujiwara, Hiroya Ikeda, Kohsuke Yano, Kyohei Takada, Mattias Jansson, Weimin Chen, Irina Buyanova, Fumitaro Ishikawa
Applied Physics Letters, 113, 011901-1, 5, 2018年07月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Electronic properties of nano-polycrystalline diamond synthesised by high-pressure and high-temperature technique
Rei Fukuta, Fumitaro Ishikawa, Akihiro Ishikawa, Kohsuke Hamada, Masafumi Matsushita, Hiroaki Ohfuji, Toru Shinmei, Tetsuo Irifune
Diamond and Related Materials, 84, 66, 70, 2018年04月01日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - GaAsBi/GaAs MQWs grown by MBE using a two-substrate-temperature technique
Pallavi Kisan Patil, Fumitaro Ishikawa, Satoshi Shimomura
JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS, 725, 694, 699, 2017年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Bismuth flux dependence of GaAsBi/GaAs MQWs grown by molecular beam epitaxy using two-substrate-temperature technique
Pallavi Kisan Patil, Fumitaro Ishikawa, Satoshi Shimomura
SUPERLATTICES AND MICROSTRUCTURES, 106, 50, 57, 2017年06月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Morphological and chemical instabilities of nitrogen delta-doped GaAs/(Al, Ga) As quantum wells
E. Luna, R. Gargallo-Caballero, F. Ishikawa, A. Trampert
APPLIED PHYSICS LETTERS, 110, 20, 201906-1, 5, 2017年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Dilute Nitride Nanowire Lasers Based on a GaAs/GaNAs Core/Shell Structure
Shula Chen, Mattias Jansson, Jan E. Stehr, Yuqing Huang, Fumitaro Ishikawa, Weimin M. Chen, Irina A. Buyanova
NANO LETTERS, 17, 3, 1775, 1781, 2017年03月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - GaAsBi/GaAs multi-quantum well LED grown by molecular beam epitaxy using a two-substrate-temperature technique
Pallavi Kisan Patil, Esperanza Luna, Teruyoshi Matsuda, Kohki Yamada, Keisuke Kamiya, Fumitaro Ishikawa, Satoshi Shimomura
NANOTECHNOLOGY, 28, 10, 105702, 2017年03月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Material conversion of GaAs nanowires
Kohei Nishioka, Hidetoshi Suzuki, Kentaro Sakai, Fumitaro Ishikawa
PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC SOLID STATE PHYSICS, 254, 2, 2017年02月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - GaAsBi/GaAs MQWs MBE growth on (411) GaAs substrate
Pallavi Kisan Patil, Fumitaro Ishikawa, Satoshi Shimomura
SUPERLATTICES AND MICROSTRUCTURES, 100, 1205, 1212, 2016年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - (Al,Ga)O-x Microwire Ensembles on Si Exhibiting Luminescence over the Entire Visible Wavelength Range
Fumitaro Ishikawa, Pierre Corfdir, Uwe Jahn, Oliver Brandt
ADVANCED OPTICAL MATERIALS, 4, 12, 2017, 2020, 2016年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Defect formation in GaAs/GaNxAs1-x core/shell nanowires
J. E. Stehr, S. L. Chen, M. Jansson, F. Ishikawa, W. M. Chen, I. A. Buyanova
APPLIED PHYSICS LETTERS, 109, 20, 203103-1, 5, 2016年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Photoacoustic spectroscopy of absorption edge for GaAsBi/GaAs nanowires grown on Si substrate
Szymon J. Zelewski, Jan Kopaczek, Wojciech M. Linhart, Fumitaro Ishikawa, Satoshi Shimomura, Robert Kudrawiec
APPLIED PHYSICS LETTERS, 109, 18, 182106-1, 5, 2016年10月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Strongly polarized quantum-dot-like light emitters embedded in GaAs/GaNAs core/shell nanowires
S. Filippov, M. Jansson, J. E. Stehr, J. Palisaitis, P. O. A. Persson, F. Ishikawa, W. M. Chen, I. A. Buyanova
NANOSCALE, 8, 35, 15939, 15947, 2016年09月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Core-shell carrier and exciton transfer in GaAs/GaNAs coaxial nanowires
Shula Chen, Mattias Jansson, Stanislav Filippov, Fumitaro Ishikawa, Weimin M. Chen, Irina A. Buyanova
Journal of Vacuum Science and Technology B: Nanotechnology and Microelectronics, 34, 4, American Institute of Physics Inc., 2016年07月01日, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Nitride-MBE system for in situ synchrotron X-ray measurements
Takuo Sasaki, Fumitaro Ishikawa, Tomohiro Yamaguchi, Masamitu Takahasi
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 55, 5, 05FB05, 2016年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Perturbation analysis on large band gap bowing of dilute nitride semiconductors
Masato Morifuji, Fumitaro Ishikawa
PHYSICA B-CONDENSED MATTER, 485, 89, 93, 2016年03月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Structural properties of GaNAs nanowires probed by micro-Raman spectroscopy
S. Filippov, F. Ishikawa, W. M. Chen, I. A. Buyanova
SEMICONDUCTOR SCIENCE AND TECHNOLOGY, 31, 2, 025002, 2016年02月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Anomalous lattice deformation in GaN/SiC(0001) measured by high-speed in situ synchrotron X-ray diffraction
Takuo Sasaki, Fumitaro Ishikawa, Masamitu Takahasi
APPLIED PHYSICS LETTERS, 108, 1, 012102, 2016年01月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Additional compound semiconductor nanowires for photonics
F. Ishikawa
Proc. SPIE, QUANTUM SENSING AND NANO ELECTRONICS AND PHOTONICS XIII, 9755, 975526, 2016年, ［査読有り］, ［招待有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Metamorphic GaAs/GaAsBi Heterostructured Nanowires
Fumitaro Ishikawa, Yoshihiko Akamatsu, Kentaro Watanabe, Fumihiko Uesugi, Shunsuke Asahina, Uwe Jahn, Satoshi Shimomura
NANO LETTERS, 15, 11, 7265, 7272, 2015年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Suppression of non-radiative surface recombination by N incorporation in GaAs/GaNAs core/shell nanowires
Shula L. Chen, Weimin M. Chen, Fumitaro Ishikawa, Irina A. Buyanova
SCIENTIFIC REPORTS, 5, 11653, 2015年06月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Growth of GaAsBi/GaAs Multi quantum wells on (100) GaAs substrates by molecular beam epitaxy
P. Patil, T. Tatebe, Y. Nabara, K. Higaki, N. Nishii, S. Tanaka, F. Ishikawa, S. Shimomura
e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, 13, 469, 473, Surface Science Society of Japan, 2015年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Origin of radiative recombination and manifestations of localization effects in GaAs/GaNAs core/shell nanowires
S. L. Chen, S. Filippov, Fumitaro Ishikawa, W. M. Chen, I. A. Buyanova
APPLIED PHYSICS LETTERS, 105, 25, 253106, 2014年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Selective Synthesis of Compound Semiconductor/Oxide Composite Nanowires
Hideaki Hibi, Masahito Yamaguchi, Naold Yamamoto, Fumitaro Ishikawa
NANO LETTERS, 14, 12, 7024, 7030, 2014年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Improved luminescence from tensile-strained compound semiconductor quantum wells with dielectric-rod photonic crystals
Fumitaro Ishikawa, Hiroaki Goto, Masato Morifuji
APPLIED PHYSICS EXPRESS, 7, 11, 112003, 2014年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Effects of growth interruption, As and Ga fluxes, and nitrogen plasma irradiation on the molecular beam epitaxial growth of GaAs/GaAsN core-shell nanowires on Si(111)
Namsoo Ahn, Yoshiaki Araki, Masahiko Kondow, Masahito Yamaguchi, Fumitaro Ishikawa
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 53, 6, 065001, 2014年06月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Studying the formation of nitrogen δ-doped layers on GaAs(001) using reflection high-energy electron diffraction
Norihisa Nishimoto, Masahiko Kondow, Fumitaro Ishikawa
Journal of Vacuum Science and Technology B:Nanotechnology and Microelectronics, 32, 2, 02C121-1, 02C121-7, AVS Science and Technology Society, 2014年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Effect of Small Microfabrication Damage on Optical Characteristics of Laser Structure with GaInNAs Quantum Well
Hiroaki Goto, Fumitaro Ishikawa, Masato Morifuji, Masahiko Kondow
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 52, 10, 105502, 2013年10月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Over 1.5 µm Deep Dry Etching of Al-Rich AlGaAs for Photonic Crystal Fabrication
Yuta Kitabayashi, Masaya Mochizuki, Fumitaro Ishikawa, Masahiko Kondow
Japanese Journal of Applied Physics, 52, 4, 04CG07, 2013年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Formation of minibands on superlattice structure with periodically arranged δ-doped nitrogen into GaAs
K. Sumiya, M. Morifuji, Y. Oshima, F. Ishikawa
Applied Physics Express, 6, 4, 041002, 2013年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Growth of dilute nitride GaAsN/GaAs heterostructure nanowires on Si substrates
Yoshiaki Araki, Masahito Yamaguchi, Fumitaro Ishikawa
NANOTECHNOLOGY, 24, 6, 065601, 2013年02月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Coherent growth of GaGdN layers with high Gd concentration on GaN(0001)
K. Higashi, S. Hasegawa, D. Abe, Y. Mitsuno, S. Komori, F. Ishikawa, M. Ishimaru, H. Asahi
APPLIED PHYSICS LETTERS, 101, 22, 221902-1, 4, 2012年11月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Effects of Plasma Processes on the Characteristics of Optical Device Structures Based on GaAs
Akio Watanabe, Fumitaro Ishikawa, Masahiko Kondow
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 51, 5, 056501-1, 5, 2012年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Strain-induced composition limitation in nitrogen δ-doped (In,Ga)As/GaAs quantum wells
R. Gargallo-Caballero, E. Luna, F. Ishikawa, A. Trampert
Applied Physics Letters, 100, 17, 171906-1, 4, 2012年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Molecular beam epitaxial growth and characterization of nitrogen delta-doped AlGaAs/GaAs quantum wells
Shin-ichiro Furuse, Kengo Sumiya, Masato Morifuji, Fumitaro Ishikawa
JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B, 30, 2, 2012年03月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Nitrogen delta-doping for band engineering of GaAs-related quantum structures
Fumitaro Ishikawa, Shinichiro Furuse, Kengo Sumiya, Akihiro Kinoshita, Masato Morifuji
JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 111, 5, 053512-1, 4, 2012年03月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Characterization of the Oxide Film Obtained by Wet Oxidation of Al-Rich AlGaAs
Yuichiro Hirai, Takahiro Yamada, Masahiko Kondow, Fumitaro Ishikawa
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 51, 2, 02BG10-1, 4, 2012年02月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - High-quality growth of GaInNAs for application to near-infrared laser diodes
Masahiko Kondow, Fumitaro Ishikawa
Advances in Optical Technologies, 2012, 754546, 2012年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Molecular beam epitaxial growth and characterization of nitrogen -doped AlGaAs/GaAs quantum wells
Shin-Ichiro Furuse, Kengo Sumiya, Masato Morifuji, Fumitaro Ishikawa
Journal of Vacuum Science and Technology B:Nanotechnology and Microelectronics, 30, 2, 02B117-1, 5, 2012年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Application of GaInNAs for the gain medium of a photonic crystal microcavity
H. Nagatomo, K. Kukita, H. Goto, R. Nakao, K. Nakano, F. Ishikawa, M. Morifuji, M. Kondow
Journal of Vacuum Science & Technology B, Nanotechnology and Microelectronics: Materials, Processing, Measurement, and Phenomena, 30, 2, 02B127-1, 4, 2012年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Introduction of GaInNAs Gain Medium into Circularly Arranged Photonic Crystal Cavity
Kentaro Kukita, Hiroshi Nagatomo, Hiroaki Goto, Ryo Nakao, Katsunari Nakano, Masaya Mochizuki, Masahiko Kondow, Masato Morifuji, Fumitaro Ishikawa
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 50, 10, 2011年10月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Band gap engineering with sub-monolayer nitrogen insertion into InGaAs/GaAs quantum well
Fumitaro Ishikawa, Masato Morifuji, Kenichi Nagahara, Masayuki Uchiyama, Kotaro Higashi, Masahiko Kondow
JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH, 323, 1, 30, 34, 2011年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Reduction of S-parameter by the Introduction of Nitrogen in GaNAs: Positron Annihilation and Photoluminescence Spectroscopy Study
Hiroki Nakamoto, Fumitaro Ishikawa, Masahiko Kondow, Yushi Ohshima, Atsushi Yabuuchi, Masataka Mizuno, Hideki Araki, Yasuharu Shirai
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 50, 4, 2011年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Dry Etching of Al-Rich AlGaAs for Photonic Crystal Fabrication
Masaya Mochizuki, Yuta Kitabayashi, Tomoya Nakajima, Daiki Satoi, Fumitaro Ishikawa, Masahiko Kondow, Makoto Hara, Chiharu Kimura, Hidemitsu Aoki, Takashi Sugino
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 50, 4, 2011年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Direct observation of N-(group V) bonding defects in dilute nitride semiconductors using hard x-ray photoelectron spectroscopy
F. Ishikawa, S. Fuyuno, K. Higashi, M. Kondow, M. Machida, H. Oji, J. -Y. Son, A. Trampert, K. Umeno, Y. Furukawa, A. Wakahara
APPLIED PHYSICS LETTERS, 98, 12, 2011年03月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Growth and luminescence characterization of dilute InPN alloys grown by molecular beam epitaxy
K. Umeno, Y. Furukawa, N. Urakami, S. Mitsuyoshi, H. Yonezu, A. Wakahara, F. Ishikawa, M. Kondow
JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B, 28, 3, 2010年05月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Epitaxial lift-off for sample preparation of x-ray absorption fine structure
Kotaro Higashi, Fumitaro Ishikawa, Katsumi Handa, Shuichi Emura, Masahiko Kondow
REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, 81, 4, 2010年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Growth and luminescence characterization of dilute InPN alloys grown by molecular beam epitaxy
K. Umeno, Y. Furukawa, N. Urakami, S. Mitsuyoshi, H. Yonezu, A. Wakahara, F. Ishikawa, M. Kondow
Journal of Vacuum Science and Technology B:Nanotechnology and Microelectronics, 28, 3, C3, B26, AVS Science and Technology Society, 2010年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Infrared Absorption Spectrum of InNP
Masahiko Kondow, Fumitaro Ishikawa, Kazuyuki Umeno, Yuzo Furukawa, Akihiro Wakahara
APPLIED PHYSICS EXPRESS, 3, 1, 2010年, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - The optical gain and radiative current density of GaInNAs/GaAs/AlGaAs separate confinement heterostructure quantum well lasers
Shudong Wu, Yongge Cao, Stanko Tomic, Fumitaro Ishikawa
JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 107, 1, 2010年01月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Unintentional Source Incorporation in Plasma-Assisted Molecular Beam Epitaxy
Fumitaro Ishikawa, Shudong Wu, Masakazu Kato, Masayuki Uchiyama, Kotaro Higashi, Masahiko Kondow
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 48, 12, 2009年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Temperature dependence of the optical transitions in Ga0.64In0.36N0.046As0.954 multiquantum wells of various widths studied by photoreflectance
R. Kudrawiec, P. Poloczek, J. Misiewicz, F. Ishikawa, A. Trampert, K. H. Ploog
JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 106, 3, 2009年08月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Effect of Plasma Conditions on the Growth of GaNAs by Plasma-Assisted Molecular-Beam Epitaxy
Masayuki Uchiyama, Fumitaro Ishikawa, Masahiko Kondow
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 48, 8, 0811021, 0811024, 2009年08月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Interface properties of (Ga,In)(N,As) and (Ga,In)(As,Sb) materials systems grown by molecular beam epitaxy
E. Luna, F. Ishikawa, B. Satpati, J. B. Rodriguez, E. Tournie, A. Trampert
JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH, 311, 7, 1739, 1744, 2009年03月
英語, 研究論文（学術雑誌） - The role of Sb and N ions on the morphology and localization of (Ga,In) (N,As) quantum wells
A. Guzman, E. Luna, F. Ishikawa, A. Trampert
JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH, 311, 7, 1728, 1732, 2009年03月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Unintentional aluminum incorporation related to the introduction of nitrogen gas during the plasma-assisted molecular beam epitaxy
F. Ishikawa, S. D. Wu, M. Kato, M. Uchiyama, K. Higashi, M. Kondow
JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH, 311, 7, 1646, 1649, 2009年03月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Localized and delocalized states in GaNAs studied by microphotoluminescence and photoreflectance
Robert Kudrawiec, Grzegorz Sek, Jan Misiewicz, Fumitaro Ishikawa, Achim Trampert, Klaus H. Ploog
APPLIED PHYSICS LETTERS, 94, 1, 2009年01月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Impact of carrier localization on the photoluminescence characteristics of (Ga,In)(N,As) and (Ga,In)(N,As,Sb) quantum wells
Fumitaro Ishikawa, Alvaro Guzman, Oliver Brandt, Achim Trampert, Klaus H. Ploog
JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, 104, 11, 2008年12月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Indium distribution at the interfaces of (Ga,In)(N,As)/GaAs quantum wells
E. Luna, F. Ishikawa, P. D. Batista, A. Trampert
APPLIED PHYSICS LETTERS, 92, 14, 2008年04月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Nitrogen gas flow driven unintentional incorporation of al during the growth of dilute nitride semiconductor by plasma-assisted molecular beam epitaxy
Shudong Wu, Masakazu Kato, Masayuki Uchiyama, Kotaro Higashi, Fumitaro Ishikawa, Masahiko Kondow
APPLIED PHYSICS EXPRESS, 1, 3, 0350041, 0350043, 2008年03月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Experimental study of hydrostatic and shear deformation potential in Ga(1-y)In(y)N(x)As(1-x) alloys using a piezoelectric photothermal spectroscopy
T. Ikari, S. Fukushima, Y. Ohta, A. Fukuyama, S. D. Wu, F. Ishikawa, M. Kondow
PHYSICAL REVIEW B, 77, 12, 2008年03月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Effect of the unintentional incorporation of Al during the molecular beam epitaxial growth of GaInNAs quantum well
S. D. Wu, M. Kato, M. Uchiyama, K. Higashi, F. Ishikawa, M. Kondow
Physica Status Solidi (C) Current Topics in Solid State Physics, 5, 9, 2736, 2739, 2008年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Low substrate temperature and low As-pressure growth concept for the molecular beam epitaxial growth of 1.55 μ m (Ga,In)(N,As) multiple quantum wells
Fumitaro Ishikawa, Achim Trampert, Klaus H. Ploog
Journal of Crystal Growth, 301, 529, 533, 2007年04月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Ground and excited state transitions in as-grown Ga0.64In0.36N0.046As0.954 quantum wells studied by contactless electroreflectance
Robert Kudrawiec, Marta Gladysiewicz, Jan Misiewicz, Fumitaro Ishikawa, Klaus H. Ploog
APPLIED PHYSICS LETTERS, 90, 4, 2007年01月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Critical parameters for the molecular beam epitaxial growth of 1.55 μm (Ga,In)(N,As) multiple quantum wells
Fumitaro Ishikawa, Esperanza Luna, Achim Trampert, Klaus H. Ploog
Applied Physics Letters, 89, 18, 2006年10月, ［査読有り］
英語, 研究論文（学術雑誌） - Molecular beam epitaxial growth window for high-quality (Ga,In)(N,As) quantum wells for long wavelength emission
F Ishikawa, M Horicke, U Jahn, A Trampert, KH Ploog
APPLIED PHYSICS LETTERS, 88, 19, 2006年05月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Thermally activated electron conductivity in Ga(As,N) with N‐induced potential fluctuations
F. Ishikawa, K.‐J. Friedland, H. Kostial, K. H. Ploog
Physica Status Solidi C, 3, 3, 623, 626, 2006年02月21日
研究論文（学術雑誌） - Impact of N-induced potential fluctuations on the electron transport in Ga(As,N)
F Ishikawa, G Mussler, KJ Friedland, H Kostial, K Hagenstein, L Daweritz, KH Ploog
APPLIED PHYSICS LETTERS, 87, 26, 1, 3, 2005年12月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Study on ECR dry etching and selective MBE growth of AlGaN/GaN for fabrication of quantum nanostructures on GaN (0001) substrates
T Oikawa, F Ishikawa, T Sato, T Hashizume, H Hasegawa
APPLIED SURFACE SCIENCE, 244, 1-4, 84, 87, 2005年05月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Cathodoluminescence in-depth spectroscopy study of AlGaN/GaN heterostructures
F Ishikawa, H Hasegawa
APPLIED SURFACE SCIENCE, 212, 885, 889, 2003年05月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Control of order parameter during growth of In0.5Ga0.5P/GaAs heterostructures by gas source molecular beam epitaxy using tertiarybutylphosphine
T Kakumu, F Ishikawa, S Kasai, T Hashizume, H Hasegawa
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS, 42, 4B, 2230, 2236, 2003年04月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Characterization of recombination processes in GaN by cathodoluminescence in-depth spectroscopy
F. Ishikawa, H. Hasegawa
Physica Status Solidi C: Conferences, 7, 2707, 2711, 2003年
英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス） - Depth-resolved cathodoluminescence characterization of buried InGaP/GaAs heterointerfaces
F Ishikawa, H Hasegawa
APPLIED SURFACE SCIENCE, 190, 1-4, 508, 512, 2002年05月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Electrochemical formation of self-assembled InP nanopore arrays and their use as templates for molecular beam epitaxy growth of InGaAs quantum wires and dots
T Hirano, A Ito, T Sato, F Ishikawa, H Hasegawa
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS, 41, 2B, 977, 981, 2002年02月
英語, 研究論文（学術雑誌） - Bulk and interface deep levels in InGaP/GaAs heterostructures grown by tertiarybutylphosphine-based gas source molecular beam epitaxy
F Ishikawa, A Hirama, H Hasegawa
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS PART 1-REGULAR PAPERS SHORT NOTES & REVIEW PAPERS, 40, 4B, 2769, 2774, 2001年04月
英語, 研究論文（学術雑誌）
書籍等出版物
- Microtexture and Polymorphism Observed During the Molecular Beam Epitaxial Growth of Group III–V Semiconductor Nanostructures
Fumitaro Ishikawa, Kazuki Nagashima, Takeshi Yanagida, Robert D. Richards, Irina A. Buyanova, Chapter 7 in in Engineering Crystal Habit: Applications of Polymorphism and Microstexture Learning from Nature, edited by Fumitaro Ishikawa, Hiroaki Ohfuji, Jun Kawano
Springer Singapore, 2025年02月, 9789819602650, 109-141, ［共著］ - Engineering Crystal Habit: Applications of Polymorphism and Microstexture Learning from Nature
Fumitaro Ishikawa, Hiroaki Ohfuji, Jun Kawano, Tetsuya Tohei
Springer Singapore, 2025年02月, 9789819602650, ［共編者(共編著者)］ - Strategic Molecular Beam Epitaxial Growth of GaAs/GaAsBi Heterostructures and Nanostructures
Pallavi Kisan Patil, Satoshi Shimomura, Fumitaro Ishikawa, Esperanza Luna, Masahiro Yoshimoto, Chapter 4. in Bismuth-Containing Alloys and Nanostructures, edited by Shumin Wang and Pengfei Lu
Springer, 2019年07月, 9789811380778, 38, pp. 59-96, 英語, 学術書, ［共著］ - GaAs/AlGaOx Heterostructured Nanowires
Fumitaro Ishikawa, Naoki Yamamoto, Chapter 8 in Novel Compound Semiconductor Nanowires - Materials, Devices, and Applications, edited by Fumitaro Ishikawa and Irina A. Buyanova, pp. 255-290
Pan Stanford Publishing, 2017年09月, ［共著］ - Dilute Bismide Nanowires
Wojciech M. Linhart, Szymon J. Zelewski, Fumitaro Ishikawa, Satoshi Shimomura, Robert Kudrawiec, Chapter 5 in Novel Compound Semiconductor Nanowires - Materials, Devices, and Applications, edited by Fumitaro Ishikawa and Irina A. Buyanova, pp. 161-176
Pan Stanford Publishing, 2017年09月, ［共著］ - GaNAs-Based Nanowires for Near-Infrared Optoelectronics
Irina A. Buyanova, Fumitaro Ishikawa, Weimin M. Chen, Chapter 4 in Novel Compound Semiconductor Nanowires - Materials, Devices, and Applications, edited by Fumitaro Ishikawa and Irina A. Buyanova, pp. 133-160
Pan Stanford Publishing, 2017年09月, ［共著］ - Novel Compound Semiconductor Nanowires - Materials, Devices, and Applications
Fumitaro Ishikawa, Irina A. Buyanova
Pan Stanford Publishing, 2017年09月, 9789814745765, 548, 英語, 学術書, ［編者(編著者)］
共同研究・競争的資金等の研究課題
- 融合型電子材料ナノワイヤのマクロスケール機能開拓
科学研究費助成事業
2023年04月01日 - 2027年03月31日
石川 史太郎, 村山 明宏, 長島 一樹
日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 23H00250 - 超高圧合成透明ナノセラミックス
科学研究費助成事業
2021年04月05日 - 2026年03月31日
入舩 徹男, 河野 義生, 石川 史太郎, GREAUX Steeve, 井上 紗綾子
グラッシーカーボンを出発物質としたナノ多結晶ダイヤモンドの合成を、比較的低圧条件下の9-15GPa領域で様々な温度で行い、純粋なナノ多結晶ダイヤモンドの合成可能温度下限の詳細を決定した。また、得られたいくつかの合成試料に対して収束イオンビームを用いた薄膜作製を行うとともに、透過型電子顕微鏡観察を行った。
この結果9-12GPa領域では、2000℃付近の温度でグラッシーカーボンからのグラファイトの準安定的生成と成長が認められた。このグラファイトの生成によりグラッシーカーボンのダイヤモンド化が阻害され、より高温条件においてのみ、純粋なナノ多結晶ダイヤモンドが得られることが明らかになった。また、透過型電子顕微鏡による粒径観察の結果、このような比較的低圧下で得られるナノ多結晶ダイヤモンド中には、一部顕著な粒成長が認められ最大数ミクロンのダイヤモンド単結晶が混在していることがわかった。この結果は、比較的低圧の10GPa付近の圧力下でのグラッシーカーボンの直接変換により、純粋なマイクロ多結晶ダイヤモンドが得られる可能性を示唆しており、今後そのような試料の合成も試みる予定である。
上記のグラッシーカーボンからのナノ多結晶ダイヤモンドの弾性測定には至らなかったが、超高圧合成法を用いて得られた多結晶体、特に含水鉱物の多結晶体に対して高圧下での弾性波速度が行われ、論文として発表された。またナノ多結晶ダイヤモンドを利用した高圧下におけるＸ線吸収実験においてもいくつかの研究成果があがっており、論文として発表されている。
日本学術振興会, 基盤研究(A), 愛媛大学, 21H04622 - 光通信を革新する新希釈窒素・希釈ビスマス量子ナノ光源の開拓
科学研究費助成事業
2021年10月07日 - 2025年03月31日
石川 史太郎, 富永 依里子, 樋浦 諭志
本研究では、通信帯域光源として期待できる希釈窒素・希釈ビスマス量子ナノ構造の新展開を目指し、未開拓の成長条件、構造探求を行う。2022年度はより通信帯域で高品質な光源の探求のため、薄膜において通信光源として大きな期待が寄せられたGaInNAs混晶の高品質ナノワイヤ結晶作製に挑戦した。これまでGaInNAsナノワイヤは合成には成功したものの構造、光学特性の良好なものではなく、その高品質化が困難であった。今回、加工基板を用いた選択成長を用いることで成長可能条件のをより広範に探求した。その結果、選択成長を用いない場合と比較して成長時圧力、供給Ga照射量は3倍以上程度の広範囲で良好な結晶成長が進行することを見出した。最適化された条件下では構造、光学特性ともに高品質なGaInNAs結晶が得られ、コア-マルチシェル積層構造でGaAs/GaInNAs多重量子井戸構造を得ることができた。同試料は連携するリンショピン大学研究者らによってその良好な光学特性が確かめられた。さらに、同グループからは従来提供していたGaNAsナノワイヤで特徴的なフォトン・アップコンバージョンが得られる特異な光学特性も判明した。また、低温成長GaAsBi薄膜において、分担者と従来報告の無い固相成長現象を見出し、その成長機構の詳細を明らかにすることに取り組めた。以上より、国際連携の強化に資する成果が得られた。
日本学術振興会, 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)), 愛媛大学, 21KK0068 - 低温成長による点欠陥密度の制御に基づくBi系Ⅲ-Ⅴ族半導体の発現機能の最大活用
科学研究費助成事業
2021年04月01日 - 2024年03月31日
富永 依里子, 上殿 明良, 石川 史太郎
当該年度、研究代表者（富永）は分担者（石川）と協力し、250℃でGaAs基板上に成長した厚み200 nmの低温成長InGaAsBiを分子線エピタキシー（MBE）法によって複数得た。これら試料のX線回折法とラザフォード後方散乱法による結晶学的特性の解析の結果、250℃という低温であってもInGaAsBi薄膜が得られることが確認できた。一方で、前年度に取り組んだ低温成長GaAsBiのラングミュアの吸着等温式に基づくMBE成長条件におけるV/III比を基に低温成長InGaAsBiのV/III比を設定しても、Bi原子がGaAsBiの場合と比べてInGaAsBi結晶内に取り込まれにくい傾向を示した。これもまた、ラングミュアの吸着等温式によって説明することができ、成長最表面のIn原子の存在がBi表面被覆率を減少させるために、InGaAsBi結晶内のBi組成がGaAsBiと同一V/III比では減少すると考えられる。今後は、最終目標としているテラヘルツ波発生検出用光伝導アンテナに適した禁制帯幅を実現するInとBi両組成が得られるよう、低温成長InGaAsBiのMBE成長条件を更に最適化する必要があることが明らかになった。また、分担者（石川）は、GaAsBiナノワイヤについて陽電子消滅測定にも有用となる高密度・大容量成長の技術基盤を構築することができた。
更に、分担者（上殿）は、昨年度代表者がMBE成長した厚さ2 μmの低温成長GaAsBiの空孔型点欠陥密度を陽電子消滅法を用いて測定した。Bi組成が3%未満の範囲では、Bi組成が試料ごとに異なる低温成長GaAsBiの空孔型点欠陥密度に現時点では大きな差がないことが明らかになった。
日本学術振興会, 基盤研究(B), 広島大学, 21H01829 - 半導体・酸化物複合ナノワイヤによる光・電子・スピン工学の融合
科学研究費助成事業
2019年04月01日 - 2023年03月31日
石川 史太郎, 村山 明宏, 長島 一樹
本研究では、「半導体・酸化物複合ナノワイヤ」の高品質合成とその応用で光・電子・スピンを操作した新しい学術・工学を開拓する。化合物半導体の高い電子・光物性と金属酸化物の多様で安定した機能が協働する高機能ナノ材料を提案し、これを用いたフォトニクス・エレクトロニクス・スピントロニクス融合型ナノテクノロジーの創出を目指す。初年度には、研究の基盤となるナノワイヤ試料合成技術の確立と高度化に取り組み、以下に挙げる成果を得ることができた。
まず、高品質GaAs/AlGaOx/TiOヘテロ構造ナノワイヤ作製に取り組んだ。大きな進展が得られた成果としては、2インチのSi基 板上に大面積で市販p型GaAsと同程度以上の発光強度を有するナノワイヤ群の成長に成功した。さらに、自然酸化を用いることでプロセスダメージのない状態でアモルファスAlGaO最外殻層をGaAsナノワイヤに形成できること、同AlGaOが適切に内部GaAsの光閉じ込め効果を発揮し、発光強度増強効果を得るとともに、年単位 でその特性を維持する保護層として有効であることを見出した。また、形成されたGaAsナノワイヤ最外殻にTiOをスパッタリングすることで、正確に膜厚制御されたTiOをコーティングしたGaAs/TiOコア-シェル型ナノワイヤが合成できることを確認した。近赤外域で動作する高い熱安定性や発熱の抑制が期待される希釈窒化物・希釈ビスマスIII-V属半導体ナノワイヤの合成を発展させ、特徴的なGaAsBi量子構造ナノワイヤを得ることにも成功した。
日本学術振興会, 基盤研究(A), 愛媛大学, 19H00855 - ナノワイヤ蛍光体による偏光白色LEDの開発
研究助成プログラム「新産業を生む科学技術」
2020年04月 - 2023年03月
石川史太郎
キヤノン財団, 研究代表者 - 実環境下の損傷敏感試料に微細領域の動態観測技術をもたらす半導体電子ビーム源
科学研究費助成事業
2019年04月01日 - 2022年03月31日
西谷 智博, 目黒 多加志, 洗平 昌晃, 成田 哲博, 本田 善央, 石川 史太郎, 田渕 雅夫, 市川 修平, 保田 英洋, 七井 靖
本研究では、電子顕微鏡などの電子ビーム源の技術革新を目指して、従来とは電子生成原理が異なる光電効果を半導体に用いたフォトカソード技術に着目し、その半導体の材料と構造の最適化により、これまでにない高性能かつ多彩な電子ビーム生成の達成を目標としてきた。本研究の結果、窒化ガリウムやガリウムヒ素などの半導体を用いたフォトカソードにより、ビーム内の電子の運動量のばらつきが従来技術よりも一桁低く、かつ従来技術では困難な極めて短いナノ秒の時間幅で高い電流値を持つパルス電子ビームの生成に成功した。
日本学術振興会, 基盤研究(A), 名古屋大学, 研究分担者, 競争的資金, 19H00666 - 高温・高圧合成による次世代電子材料ダイヤモンドの創出
研究助成
2020年04月 - 2021年03月
石川史太郎
池谷科学技術新興財団, 研究代表者 - IoT社会を支える省エネルギー光通信用新規半導体レーザの開発
試験研究 (A)
2020年04月 - 2021年03月
富永依里子
中国電力技術研究財団, 広島大学, 研究分担者 - ビスマス系半導体半金属混晶の量子構造を活用した新規光学デバイスの開発
研究助成 (自然科学)
2019年06月 - 2020年12月
富永依里子
村田学術振興財団, 広島大学, 研究分担者 - ナノ多結晶半導体ダイヤモンド創出にむけた新規ドーピング技術の確立
科学研究費助成事業
2017年06月30日 - 2020年03月31日
石川 史太郎
出発物質グラファイトにPをイオン注入してダイヤモンドに直接変換を行った試料では、良好なナノ多結晶ダイヤモンドを合成することが出来た。市販のCVDダイヤモンドにPをイオン注入し、高温・高圧印加を行ったところ、イオン注入時に失われた試料表面の結晶性が回復、エピタキシャル成長が発現した。その際、他手法でも欠陥周辺で一般に観測されるピラミッド状構造(Pyramidal hillock)が本手法でも現れることが判明した。イオン注入と高温・高圧処理を適切にすることで、Pが支配的な不純物となるダイヤモンドを得た。同手法でSnのドーピングも試みたところ、Sn-V複合欠陥起源と思われる発光が得られた。
日本学術振興会, 挑戦的研究(萌芽), 愛媛大学, 研究代表者, 競争的資金, 17K18883 - 半導体・酸化物複合ナノワイヤ材料の確立と光触媒応用
科学研究費助成事業
2016年04月01日 - 2020年03月31日
石川 史太郎
本研究は、GaAs系化合物半導体の高い電子・光学特性と各種酸化物の多様で安定な特性を融合させた新ナノワイヤ材料を確立、その高機能化と光触媒など応用可能域の拡大を目的として研究を実施した。
その結果、窒素・ビスマスの添加によるGaAs系ナノワイヤ機能を拡大することに成功した。また、簡易な自然酸化によるGaAs/AlGaOxヘテロ構造ナノワイヤの形成、結晶成長とスパッタリングの組み合わせによる高精度GaAs/TiOヘテロ構造ナノワイヤ作製に成功した。さらに、Si基板上に作製したセンチメートルサイズの基板上に形成したGaAsナノワイヤ配列が光アノードとして動作することを実証した。
日本学術振興会, 若手研究(A), 愛媛大学, 研究代表者, 競争的資金, 16H05970 - 高温・高圧合成によるキャリア制御型半導体ダイヤモンドの確立
科学研究費助成事業
2015年04月01日 - 2018年03月31日
石川 史太郎, 松下 正史
将来の電子材料応用を目指し、高温・高圧合成ナノ多結晶ダイヤモンドの導電性把握と不純物導入に取り組んだ。ナノ多結晶ダイヤモンドの導電性について調査した結果、約400℃以上の高温では半導体領域の導電性を示すことを見出した。また、発光特性についても調べた。出発物質となるグラファイトと共にInPを同時封入してナノ多結晶ダイヤモンドを合成したところ、結晶格子定数の変化が観測され、結晶内部には導入したInとPが観測された。化学気相堆積法で作製された単結晶ダイヤモンド表面にPをイオン注入して高温・高圧印加を行った結果、予期しないピラミッド状の微細構造が形成された。
日本学術振興会, 挑戦的萌芽研究, 愛媛大学, 研究代表者, 競争的資金, 15K13957 - 新エレクトロニクス材料としての化合物半導体/酸化物融合ナノワイヤ確立
研究助成
2015年 - 2016年
石川史太郎
加藤科学振興会, 研究代表者, 競争的資金 - 半導体・酸化物融合による新材料ナノワイヤエレクトロニクスの創出
研究助成
2014年 - 2015年
石川史太郎
村田学術振興財団, 研究代表者, 競争的資金 - 希釈窒化物半導体光源を用いた誘電体ロッド型フォトニック結晶レーザの創出
科学研究費助成事業
2011年04月01日 - 2014年03月31日
石川 史太郎
希釈窒化物半導体ナノ構造を用いた、新しい誘電体ロッド型フォトニック結晶レーザー実現の可能性について、分子線エピタキシー成長とフォトニック結晶展開を軸に検討した。
GaAsNナノワイヤの成長では、コアーシェル型ナノワイヤの成長に成功した。さらに、窒素導入量の制御から、発光波長を950nmの赤外域まで長波長化できた。一方、伸張歪型のGaInNAsを活性層とし、試料表面にフォトニック結晶を配置させたレーザテスト試料を作製したところ、フォトニックバンド端で未加工時のおよそ１０倍となる発光強度の増強を観測し、同材料のレーザー応用への有効性を示すことができた。
日本学術振興会, 若手研究(A), 研究代表者, 競争的資金, 23686004 - 希釈窒化物半導体GaAsNナノワイヤの結晶成長とフォトニック結晶展開
倉田奨励金
2013年04月 - 2014年03月
石川史太郎
倉田記念日立科学技術財団, 研究代表者, 競争的資金 - III-N-V半導体における原子緩和に関する研究
科学研究費助成事業
2008年 - 2012年
近藤 正彦, 若原 昭浩, 江村 修一, 石川 史太郎
GaInNAs に代表される III-N-V半導体は、半導体レーザ等の次世代半導体デバイスの基盤材料としての大きな可能性を内在している。熱処理(アニール)は III-N-V 化合物半導体の光学特性改善に欠かせない技術として定着しているが、未だにその結晶に与える影響については未解明な部分が多い。本研究では、放射光施設を利用して、X 線吸収微細構造(XAFS)測定及び硬 X 線光電子分光(HXPES)の測定を行い、アニールが引き起こす III-N-V 半導体中の原子緩和について研究をおこなった。
日本学術振興会, 基盤研究(B), 大阪大学, 20360139 - 極薄窒化層導入による新手法半導体バンドエンジニアリングの創製
研究助成
2010年 - 2011年
石川史太郎
光科学技術研究振興財団, 研究代表者, 競争的資金 - 再現性に優れるGaInNAs結晶技術の確立および長波長半導体レーザへの適用
科学研究費助成事業
2006年 - 2010年
近藤 正彦, 藤原 康文, 森 伸也, 百瀬 英毅, 石川 史太郎, 森藤 正人
本研究の目的は、半導体レーザへ向けた再現性に優れるGaInNAs結晶技術を確立することである。そのため、分子線エピタキシー装置に組み付け可能なフォトルミネッセンス評価装置を独自に開発して、GaInNAs結晶の高品質化に取り組んだ。高品質結晶の成長には未だ問題が多い。その中の一つとして、Alセルを装備したMBEでは意図しないAlの混入が発生し、その結果、結晶品質やそれに伴うレーザ特性の劣化が発生することが報告されている。本研究では、結晶劣化の原因を究明し、合わせて結晶性の劣化を回避する方法を見出した。
日本学術振興会, 特定領域研究, 大阪大学, 18069008
