1998 Fiscal Year Annual Research Report
多成分ガラス半導体における硬さのパーコレーション・中距離構造とフラクトンの研究
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09440117
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
邑瀬 和生 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50028164)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
王 勇 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (30294143)
松田 理 北海道大学, 工学部, 助教授 (30239024)
井上 恒一 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (50159977)
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| Keywords | カルコゲナイドガラス / ラマン散乱 / ガラス転移 / 共有結合ガラス / フォノン / フラクトン / 平均配位数 / リジディティ・パーコレーション |
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| Research Abstract |
われわれは、多成分カルコゲナイド半導体を対象として、ラマン散乱、フォトルミネッセンス測定、遠赤外分光測定法等を用いて研究を進めている。ここでは主にGe-Se-S系ガラスのラマン散乱測定について紹介する。ねらいは、ネットワークガラスの構造や力学特性などの諸性質に対し、短・中距離構造の形成・変化、硬さのパーコレーション、フラジリテイ、フラクトンといったミクロ・メゾスコピックな理解と結び付けることである。
高純度のGe,S,Se元素から融液急冷法で多成分ガラス試料(平均配位数〈r〉}=2〜2.8)を作製し、室温においてラマン散乱測定を行った。ガラス物質の低波数ラマンスペクトル(3-100cm^<-1>)は、格子緩和モードに関連する準弾性散乱と振動モードに関連するボソンピーク(BP)から形成されている。
フラジリティ低波数側の緩和モードとボソンピーク(BP)との間に谷が存在する。この谷における散乱強度とBPの散乱強度との比瑞I_<min>/I^<max>をガラスのフラジリティに比例する量として見出した。〈r〉<2.2の場合、Ge原子の増加によりGe(S,Se)_<4/2>四面体が多く形成されたので、フラジリティは急激に減少する。〈r〉>2.7の場合、Ge-Geボードが増え、ガラス構造の乱れも増えるので、ガラスが脆くなり、フラジリティが大きくなる。〈r〉=2.4付近に、フラジリティが急激な変化を示す段差が見られる。この平均配位数〈r〉の増加により、フラジリティの不連続的に減少することは、硬さのパーコレーションの閾値が2.4にあるためである。
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[Publications] M.Nakamura: "A study of network dimensionality in chalcoganide glass by low frequnency Raman Scattering" Physica B:Condensed Matter. 263-264. 330-332 (1999)
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[Publications] Y.Wang: "Rigidity percolation and structure of Ge-Se system" Physica B:Condensed Matter. 263-264. 313-316 (1999)
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[Publications] Y.Wang: "Photo-induced crystallization in amorphous GeSe_2 studied by Raman scattering" Journal of Non-Crystalline Solids. 227-230. 728-731 (1998)
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[Publications] O.Matsuda: "Relaxcationprocess of photo-excited states in GeSe_2 glass investigated by time-resolved photoluminescence measurement" Journal of Non-Crystalline Solids. 227-230. 829-832 (1998)
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[Publications] M.Nakamura: "Relation of structural and elastic crossover length inrestigated by low frequency Raman Scattering in germanium-selenium glasses" physics Revieu B. 57. 10228-10231 (1998)
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[Publications] Y.Wang: "A Raman Scattering investigation of the structure of glassy and liguid Ge_XSe_<1-x>" Journal of Non-crystalline Solids. 232-234. 702-707 (1998)
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[Publications] K.Murase: "INSULATING AND SEMICONDUCTING GLASSES" World Scientific Press,Ltd Editor.P.Boolchand(in press),
