半導体表面光触媒反応による気相成長のダイナミクス

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07405017
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 藤田 茂夫 京都大学, 工学研究科, 教授 (30026231)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 船戸 充 京都大学, 工学研究科, 助手 (70240827) ; 川上 養一 京都大学, 工学研究科, 助手 (30214604) ; 藤田 静雄 京都大学, 工学研究科, 助教授 (20135536)
• Keywords: 光触媒反応 / ZnCdSSe / 不純物添加 / 反応素過程 / 励起子発光寿命

Research Abstract

本研究は、化合物半導体の結晶成長における新しい光化学反応であるとしてわれわれが先に見いだした表面光触媒反応に関して、反応のダイナミクスの解明し、それを制御し、多くの半導体気相成長や不純物添加における光触媒反応の発現を図る、ことを目的として行ったものである。以下に、本年度の研究で得られた結果を示す。
1. 照射波長を連続的に可変しながら行ったその場観察から、成長層中に励起された過剰キャリアの効果によって、アルキル亜鉛の分解反応が促進され、それがアルキルセレンの分解を導くという過程が明らかになった。
2. 同位体を用いた実験を計画ししていたが、純度に問題があるため、次年度以降で検討することとした。代わりに、反応のダイナミクスを反映する反応時定数を調べ、成長表面での活性種がmsレベルの長い時定数で反応に寄与することが明らかになった。
3. 成長のごく初期は、原料の熱分解が主で光触媒反応は徐々に支配的な過程となる、1分子層程度のステップを形成しつつ成膜が進む、基板表面のストイキオメトリと成膜機構に関連がある、などが明らかになった。
4. 応用上の特色があるp型のZnSeの光・電子物性を調べ、アクセプタと水素の結合/脱離反応が可逆的に生じる、欠陥に起因して非輻射再結合中心が生じやすい、成長条件とZn、Se空孔の生成に相関がある、などが明らかになった。

Research Products

• [Publications] 藤田茂夫: "Electrical and optical properties of p-type ZnSe : N grown by MOVPE" Proc. Int. Symp. Blue Lase and Light Emitting Diodes. 176-179 (1996)
• [Publications] 藤田茂夫: "Effects of annealing atmosphere and temperature on acceptor activation in ZnSe : N grown by photo-assisted MOVPE" Journal of Crystal Growth. (発表予定).
• [Publications] 藤田茂夫: "MO (GS) MBE and photo-MO (GS) MBE of II-VI semiconductors" Journal of Crystal Growth. (発表予定).