1998 Fiscal Year Annual Research Report
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08454084
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
小松 晃雄 大阪市立大学, 理学部, 教授 (90047134)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤井 一郎 大阪市立大学, 理学部, 講師 (20212392)
唐沢 力 大阪市立大学, 理学部, 教授 (90106336)
飯田 武 大阪市立大学, 理学部, 教授 (80047191)
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| Keywords | ホットウオール法 / 超薄膜 / BiI_3 / ファンデアワールスエピタキシャル成長 / 光学応答 / 高密度励起子 / 共鳴遷移 / 非線形光学応答 |
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| Research Abstract |
@ 昨年度に継続して試料作成をホットウォール炉を組み込んだ清浄真空槽を用いて、Bil_3超薄膜結晶の育成を試みた。Bil_3結晶と同じ層状構造のCdl_2単結晶の劈開面を用いた基板以外に、ファンデアワールスエピタキシャル積層の結晶成長ができるとされているCaF_2単結晶の(111)劈開面を基板として、Bil_3超薄膜を成長させた。また、並行してCdl_2にBil_3を微量混合し、融液状態から熱処理を行って種々のサイズの1基本層程度のBil_3板状微結晶を作成した。
1) 試料評価は光学測定、透過電子顕微鏡写真、および原子間力顕微鏡(AFM)により行った。
2) ホットウォール法では成長速度から見積もってBil_3結晶1基本層厚(7A)を目指した超薄膜試料の光吸収スペクトルでは、Bil_3微結晶成長を示唆する結果が得られた。
3) 基板にCaF_2単結晶の(111)劈開面を用いると、2.02eVに新たに半値幅の小さな励起子吸収線が現れ、励起子発光は同位置に共鳴発光を示した。この試料の発光スペクトルの光強励起効果を調べることを試みたが、Bil_3量が少なく、非線形効果を議論するには十分な信号強度を得るに至らなかった。今後密度や積分量を高める工夫が必要である。この遷移の起源は明らかではないが、遷移エネルギー位置が母体励起子遷移の間接励起子遷移やに近いことから何らかの積層不整を含む長周期構造に基づく直接遷移によることが考えられる。
4) Cdl_2をマトリックスとした種々のサイズ分布を持つBil_3超薄膜微結晶における発光スペトルの励起光強度依存性を調べて、その非線形光学応答を調べた。微結晶では音響型格子との相互作用がサイズに依存して変わり、サイズが小さいほど強く緩和した発光が現れる。大きなサイズの微結晶からは共鳴発光が観測される。励起光強度依存性を調べると、発光強度が非線形に増大する新たな発光帯が現れた。励起位置を変えた発光スペクトルの解析から、2励起子状態からの発光と考えられ、微結晶のサイズが小さくなると、2励起子状態は安定に存在できないことが示唆された。
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[Publications] H.Mino,T.Kawai,I.Akai,and T.Karasawa: "Spatial propagation of quasi two-dimensional exciting in a layered crystal BiI3 under the high-density excitation" Journal of Luminescence. 76&77. 109-112 (1998)
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[Publications] M.Suzuki and T.Iida: "Time-resolved secondary emission from three-level electron-phonon coupled systems:Numerical study of radiative and nonradiative transitions" Physical Review B. 57. 370-378 (1998)
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[Publications] 小川善行、金 大貴、唐沢 力、小松 晃雄: "Hot-Wall法による層状物質BiI_3の薄膜・微結晶の作成とその光学特性" 光物性研究会論文集. 275-278 (1998)
