• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

負イオン注入形成ゲルセニウムナノ粒子による紫外光発光と光源内蔵型複合光触媒の研究

Research Project

Project/Area Number 18656025
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Applied physics, general
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

辻 博司  Kyoto University, 工学研究科, 助教 (20127103)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Keywordsゲルマニウム負イオン注入 / ナノ粒子 / 二酸化チタン / アナターゼ薄膜 / 光触媒 / EL発光 / 負イオン注入 / 発光 / 酸素欠陥
Research Abstract

(1)ゲルマニウム負イオン注入によるアナターゼ型二酸化チタン薄膜の光触媒効率の向上
ゾルゲル法で形成したガラス基板上のアナターゼ型二酸化チタン薄膜(3,000rpmで2分+熱処理500℃の工程を3回)にゲルマニウム負イオンを10keV (8.0×10^14ions/cm^2), 30keV (1.5×10^15ions/cm^2)そして65keV (3.0×10^15ions/cm^2)とGe濃度がいずれも約1at.%となる注入条件で注入を行い、表面下10〜45nm領域にGe原子を添加した。そして、窒素雰囲気中で300〜500℃、1時間の熱処理を行い、メチレンブルーの脱色反応により光触媒性能を評価した。光源としては365nm波長の紫外線ランプを用い、照射時間は19時間とした。その結果、ゲルマニウム負イオン注入したアナターゼ型二酸化チタン薄膜では、熱処理温度が高いほど光触媒効率は高く、未注入薄膜に比べて最大で3.5倍の効率が得られた。
(2)ゲルマニウム負イオン注入アナターゼ型二酸化チタン薄膜のカソードルミネッセンス
アナターゼ薄膜にゲルマニウム負イオンを65,30,20,10keVの4種類のエネルギーで多重注入を行い、表面から深さ50nmの領域に均一なGe注入層を形成した。Ge濃度は1at.%と0.5at.%を作製し、カソードルミネッセンスを測定した結果、波長390nmにCLピークを観測し、800℃の熱処理後では高強度のCL発光(390nm)を観測した。酸素欠損(ODC)が発光中心と考えられる。
(3)ゲルマニウム負イオン注入二酸化シリコン薄膜からのルミネッセンス測定
Si基板上の二酸化シリコン薄膜にゲルマニウム負イオンの多重注入し、熱処理後に、カソードルミネッセンス、フォトルミネッセンスを測定した。その結果、波長390nmにCL発光及びPL発光が得られた。高強度のPLやCL発光は、注入濃度が1〜2at.%であった。次いで、ゲルマニウム注入二酸化シリコン薄膜に透明電極ITOを蒸着して裏面との間に電圧を印可し、エレクトロルミネッセンスを調べた結果、二酸化シリコン薄膜の膜厚が50nmと薄い場合に、青色のEL発光が得られた。EL発光の詳細測定は期限内では出来なかったが、印加電圧がAC32V(ピーク電圧44V)という低電圧でEL発光に成功した。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Cathode Luminescence from Si02 Layer Including Ge Nanoparticles Formed by Negative-Ion Implantation2007

    • Author(s)
      H. Tsuji, N. Arai, N. Gotoh, T. Minotani, K. Kojima, K. Adachi, H. Kotaki, K. Takahiro, T. Ishibashi, Y. Gotoh and J. Ishikawa
    • Journal Title

      Transactions of the Materials Research Society of Japan 32

      Pages: 903-906

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nanoparticle Formation in 25-nm-Si02 Thin Layer by Germanium Negative-Ion Implantation and Its Capacitance-Voltage Characterics2007

    • Author(s)
      H. Tsuji, N. Arai, N. Gotoh, T. Minotani, K. Kojima, K. Adachi, H. Kotaki, T. Ishibashi, Y. Gotoh and J. Ishikawa
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 257

      Pages: 94-98

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Germanium Nanoparticle Formation in Thin Oxide Films on Si by Negative-Ion Implantation2007

    • Author(s)
      H. Tsuji, N. Arai, N. Gotoh, T. Minotani, T. Ishibashi, T. Okumine, K. Adachi, H. Kotaki, Y. Gotoh and J. Ishikawa
    • Journal Title

      Surface and Coatings Technology 201

      Pages: 8516-8520

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photocatalytic properties of sol-gel titania film under fluorescent-light irradiation improved by silver negative-ion implantation2006

    • Author(s)
      H.TsuJi, N.Sakai, Y.Gotoh, J.Ishikawa
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physical Research B B242

      Pages: 129-132

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲルマニウム注入した熱酸化ゲルマニウム膜からのCL発光に関する研究2008

    • Author(s)
      洗 暢俊、辻 博司、小嶋研史、服部真史、足立浩一郎、小瀧 浩、後藤康仁、石川順三
    • Organizer
      2008年春季 第55回応用物理学関係連合講演会(平成20年3月27〜30日)
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部、船橋、日本
    • Year and Date
      2008-03-30
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Photoluminescence Intensity Dependence on Germanium Concentration in Silicon Dioxide Layer Formed by Multi-Energy Negative-Ion Implantation2007

    • Author(s)
      H. Tsuji, N. Arai, K. Kojima, M. Hattori, T. Ishibashi, K. Adachi, H. Kotaki, Y. Gotoh, and J. Ishikawa
    • Organizer
      International Academic Symposium of Materials Research Society of Japan (MRS-J2007, December 8-9, 2007, Tokyo, Japan)
    • Place of Presentation
      Nihon University, Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2007-12-09
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 多重ゲルマニウム負イオン注入したSi02膜からのフォトルミネッセンス強度のドーズ量依存性2007

    • Author(s)
      服部真史、辻 博司、洗 暢俊、小嶋研史、足立浩一郎、小瀧 浩、後藤康仁、石川順三
    • Organizer
      第48回真空に関する連合講演会(平成19年11月14〜16日)
    • Place of Presentation
      学習院大学、東京、日本
    • Year and Date
      2007-11-15
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Surface Modification by Negative-Ion Implantation (Invited Revew Talk)2007

    • Author(s)
      J. Ishikawa, H. Tsuji, and Y. Gotoh
    • Organizer
      The 15th International Conference on Surface Modification of Materials by Ion Beams (SMMIB2007, September 30-October 5, Mumbai, India)
    • Place of Presentation
      Tata Institute for Fundamental Research, Munbai, India
    • Year and Date
      2007-10-03
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲルマニウム負イオン注入したSi02薄膜のフォトルミネッセンス測定2007

    • Author(s)
      洗 暢俊、辻 博司、小嶋研史、服部真史、足立浩一郎、小瀧 浩、後藤康仁、石川順三
    • Organizer
      2007年秋季 第68回応用物理学会学術講演会(平成19年9月4〜8日)
    • Place of Presentation
      北海道工業大学、札幌、日本
    • Year and Date
      2007-09-04
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Cathode Luminescence Properties of Ge Negative-Ion Implanted Si02 Films Depending upon Ge Concentration2007

    • Author(s)
      N. Arai, H. Tsuji, T. Minotani, M. Hattori, T. Ishibashi, T. Okumine, K. Adachi, H. Kotaki, Y. Gotoh and J. Ishikawa
    • Organizer
      The 14th International Conference on Radiation Effects on Insulators (REI-14, August 28-September 1, Caen, France)
    • Place of Presentation
      Caen Basse Normandie University, Caen, France
    • Year and Date
      2007-08-31
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Cathode and Photo Luminescence of Silicon Dioxide Layer Implanted with Germanium Negative Ions at Multy-Energy2007

    • Author(s)
      N. Arai, H. Tsuji, T. Minotani, M. Hattori, T. Ishibashi, T. Okumine, K. Adachi, H. Kotaki, Y. Gotoh and J. Ishikawa
    • Organizer
      The 17th International Vacuum Congress (IVC-17, July 1-6, Stockholm, Sweden)
    • Place of Presentation
      International Fairs, Stockholm, Sweden
    • Year and Date
      2007-07-05
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi