メゾスコピック微粒子におけるフォノン状態の研究

• Project/Area Number: 03237207
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Ishinomaki Senshu University
• Principal Investigator: 佐々木 芳朗 石巻専修大学, 理工学部, 助教授 (90101154)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堀江 忠児 石巻専修大学, 理工学部, 教授 (10005168) ; 前田 敏輝 石巻専修大学, 理工学部, 助手 (80202307)
• Project Period (FY): 1991
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1991)
• Budget Amount: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 1991: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
• Keywords: 微粒子 / ラマン散乱 / 非調和性 / ゲルマニウム

Research Abstract

1.Ge微粒子の作製
昨年度製作した、Base Pressureが8x10^<-9>Torrの真空装置を用いて、ガス中蒸発法でGe微粒子を作製した。ゲッタポンプを蒸発中も動作させることにより、蒸発中のアルゴンガスの純度を保っている。この様にして得られた微粒子は粒径にかなりの分布を持っている。
2.共鳴ラマン分光による微粒子のフォノン状態の解明
入射レ-ザ-光と電子遷移の共鳴する粒子がある場合、その粒子による散乱光が増強されるので特定の粒径のラマンスペクトルのみを選択的に観測することが出来る。粒径に広がりがある場合、共鳴ラマン分光によって特定の粒径の粒子の情報を取り出せることは非常に重要である。Geの場合、我々の用いたArレ-ザ-の514.5(457.9)nmの入射光に対して直径約10(6)nmの粒子がE_1〜E_1+Δ_1端による共鳴を生じる。短波長励起の場合の方が小さな粒子に共鳴する結果、ラマン線の幅がより広くなるとともに低波数側にシフトした。得られたラマンスペクトルをフォノン閉じ込めによるkの不連続性とkー保存則の緩和を考慮して求めたラマンスペクトル、およびガウス曲線(アモルファス状の部分、著しく小さい(2〜3nm)微粒子、あるいは表面フォノンによる)でフィットした。上に示した粒径の範囲に入ると考えられる数種類の試料について、フィットから求められた粒径は、電子系の共鳴エネルギ-の粒径依存性から期待される値の約1/2であった。同程度のくい違いはSi微粒子においても、x線回折とラマンスペクトルの解析で求めた粒径との間で見られる。これらの不一致は、数nmの微粒子では、フォノン周波数が低下(ソフト化)しているとすれば理解できる。