1991 Fiscal Year Annual Research Report
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03804013
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
木村 薫 東京大学, 工学部, 講師 (30169924)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小田 克郎 筑波大学, 物質工学系, 講師 (80177229)
井野 博満 東京大学, 工学部, 教授 (20029466)
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| Keywords | ボロン系固体 / 半導体準結晶 / 光学吸収端 / フォトルミネッセンス |
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| Research Abstract |
1.α,β菱面体晶ボロンを準結晶の近似結晶として解析し、ボロン系準結晶構造を予測した。その安定性を分子軌道法で評価したところ、安定に存在し得ることが分かった。α菱面体晶型結晶中のボロン正20面体の歪はBーC系で最も小さなくなり、軸角も理想値して近づく.B_4C構造をとる組成範囲(9〜20at.%C)の中で、歪はC濃度の減少と共に小さくなることと、準結晶構造ではCが占める鎖上サイトが減ることから、BーC系で数at.%C程度の組成で準結晶実現の可能性が高い.Bー5at.%Cアモルファス相の結晶化過程の中で準安定相が見つかり、準結晶の可能性もあるが、まだはっきりしない.
2.B,B_4C,B_<13>P_2アモルファス薄膜の光学吸収端スペクトルは、通常のアモルファス半導体と異なり、吸収係数がフォトンエネルギ-と光学ギャップの差の2乗ではなく3乗に比例する。これは、多元系等の複雑な構造を持つファモルファス相と類似しており、ボロン系アモルファス相が単体であっても正20面体を基本とする複雑な構造を持っていることを反映していると考えられる。スペクトルの温度依存性が小さいことから、3乗則の原因は線形の状態密度(自由電子近似ではエネルギ-の平方根)または高いエネルギ-のフォノンが関与した間接禁制遷移(通常のアモルファスでは選択則が破れている)が考えられる.
3.β菱面体晶ボロンのフォトルミネッセンスを初めて測定した.スペクトルのピ-ク位置は1.14eVであり、内因性アクセプタ-準位のホ-ルとトラッピング準位の電子の〓射再結合によるものと考えられる。ルミネッセンス強度の温度依存性には、活性化エネルギ-0.12evのアクセプタ-またはトラッピング単位からの離脱過程が観測された。
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[Publications] Kaoru Kimura: "Preparation and Annealing Effects of Boronーrich Films:Search for Semicoducting Quasicrystal" Boronーrich Solids(AIP Conf.Proc.). 231. 528-531 (1991)
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[Publications] Kaoru Kimura: "Crystalline Structures as an Approxiamant of Quasicrystal and Deformation of B_<12> Icosahedron in Boronーrich Solids ーSearch for Semiconducting Quasicrystalー" Phase Transition. (1992)
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[Publications] Kaoru Kimura: "Optical Absorption Edge and Photoluminescence Spectra in Amorphous and Crystalline Boronーrich Solids" J.NonーCryst.Solids. 137/138. 919-922 (1991)
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[Publications] Kaoru Kimura: "Possibility of Semiconducting.Quasicrystal in Boronーrich Solids" J.NonーCryst.Solids. (1992)
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[Publications] Akira Hori: "Electronic Structure and Optical Properties of Quasicrystalline Approximant Boronーrich Solids" J.NonーCryst.Solids. (1992)
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[Publications] 木村 薫: "正20面体とサッカ-ボ-ル・クラスタ-を持つアモルファス的ボロン糸固体の構造と物性" 固定物理. 27. (1992)
