超高純度単結晶を用いたZnSeの伝導型制御に関する研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01604507
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 一色 実 東北大学, 工学部, 助手 (20111247)
• Keywords: ZnSe / ナトリウム / カリウム / アクセプタ-準位 / フォトルミネッセンス

Research Abstract

研究目的
現在、主としてZuSeの評価にフォトルミネッセンス(PL)が用いられている。そのため、P型結晶を得ようとする場合、アクセプタ-性不純物が関与する発光に関する正しい知見を得ることは重要である。さらに個々のアクセプタ-準位(N_A)を正確に決定することも重要である。今までKアクセプタ-に関する報告は無く、Naアクセプタ-のN_A値もばらついており、P、QあるいはRと呼ばれているDA対発光についても異なったモデルが出されているのが現状である。本研究では、Na及びKに関するN_A及びDA対発光の起源を明らかにすることを目的としている。
結果及び考察
Se-アルカリ金属合金融液中に浸漬処理することによってLi、Na及びKを添加した試料のPLスペクトルでは、NaとKのそれぞれにP、Q発光が観測され(P_<Na>、Q_<Na>、P_K、Q_K)、Liの場合単一の発光(R)が観測された。I、発光とDA対発光の選択励起スペクトル測定の結果、Na及びKアクセプタ-の励起状態に対応する明瞭なピ-クが認められた。これらの励起準位に中心セル補正を施すことによって、Na及びKのアクセプタ-準位、117±1及び107±1meVが得られた。
各DA対発光のピ-クエネルギ-の励起光強度依存性の測定の結果、ピ-クエネルギ-は励起光強度の低下とともに減少し一定の値になった。この値は、Eg-(E_D+E_4)に対応し、Eg=2,821eV、ドナ-としてGaを考えると、Na及びKのN_Aとして前述と一致した値が得られた。考察の結果。P_<Na>、Q_<Na>はNaアクセプタ-とGa、Naiドナ-、Pk、QkはGa、Kiドナ-による発光と考えられ、Nai及びKiドナ-のE_D値として16及び14meVが得られた。ここで添字iは浸入型位置にあることを示す。以上のように、Na及びKのNa及びDA対発光の起源が明らかにされた。

Research Products

• [Publications] T.Kyotani,M.Isshiki and K.Masumoto: "VPE Growth of ZuSe Thin Films on GaAs(100)and ZuSe(110)Substrates" Journal of Electrochemical Society. 136. 2376-2381 (1989)
• [Publications] K.Itoga,M.Isshiki,K.Masumoto,M.Mochizuki and W.Uchida: "Photoluminescence and Acceptor State of Na and K in ZnSe" Journal of Applied Physics(投稿中).
• [Publications] 一色実: "II-VI族化合物半導体研究の現状" 日本金融学会会報. 29. 39-47 (1990)
• [Publications] M.Isshiki: "Wide gap II-VI Compounds for Opto-Electronic Applications(分担執筆中)" Chapman and Hall, (1990)