1999 Fiscal Year Annual Research Report
量子コロイド化した半導体超微結晶の無輻射遷移過程と化学計測・分析への応用
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09650887
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
豊田 太郎 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (40217576)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沈 青 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (50282926)
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| Keywords | 量子とじこめ効果 / GeO_2 / CdSe超微結晶 / フラクタル状TiO_2 / 吸着CdS超微結晶 / 光熱変換現象 / 光音響スペクトル / 光電流スペクトル |
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| Research Abstract |
平成11年度は引き続き半導体超微結晶の作製と評価を行うと共に、光デバイスへの応用を年頭においた予備検討を行った。
1.ガラス中熱処理法
従来の真空中で溶解する方法では爆発、分離、粉体化等の問題が生じていたが、GeO_2ガラスとCdSeまたはCdS粉末を混合(0.8mol%)したものを空気中で溶解することで、CdSeまたはCdS超微結晶が得られることが判明した。この後このように半導体超微結晶をドープしたGeO_2ガラスに対して2種類の熱処理((1)温度を500℃と一定にし、処理時間を変化;(2)処理時間を30分と一定にし、処理温度を変化)を行った結果、超微結晶が成長し量子化された電子状態から次第にバルクの状態へ移行することが光音響スペクトル測定から判明した。市販の半導体ドープガラスを使用して、過渡レンズ効果(400psまでの応答)の予備測定を行った。その結果、この時間領域において3種類の緩和過程の存在が示され、半導体微結晶の成長に対応してそれぞれの緩和過程が変化することを見出した。
2.フラクタル成長法
本年度はフラクタル状に成長したTiO_2膜の電圧印加処理の効果について詳細な検討を行った。電圧印加処理を施したものは施さないものに比べて、低エネルギー側で大きな光吸収があることが光音響スペクトル測定から判明し、電圧印加処理を施すことによりキャリア密度が増加することを示唆している。電圧印加処理を施したフラクタル状TiO_2膜を光電極として用い、光電流(短絡電流)スペクトル測定を行った。その結果、高エネルギー側での電流値は、電圧印加処理を施していないものに比べて10倍以上増加していることがわかった。また、光電流の変調周波数依存性について検討を行った結果、電圧印加処理を施していない電極では調周波数の増加に伴い急激に減衰するのに対して、施しているものは緩やかに減衰することがわかった。これらの事実は、電圧印加処理を施すことにより、光電流の増加と速い応答性が出現することを示唆している。
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[Publications] 沈 青: "Photoacoustic spectroscopy of annealed CdS_xSe_<1-x> (X=0.26) nanocrystal doped glasses"Proceedings of the 10th International Conference on Photoacoustic and Photothermal Phenomena (AIP Series). 463巻. 494-496 (1999)
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[Publications] 沈 青: "Photoacoustic studies of annealed CdS_xSe_<1-x> (x=0.26) nanocrystals in a glass matrix"Japanese Journal of Applied Physics. 38巻. 3163-3167 (1999)
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[Publications] 豊田 太郎: "Photoacoustic and photocurrent studies of highly porous TiO_2 electrodes sensitized by quantum-sized CdS"Japanese Journal of Applied Physics. 38巻. 3185-3186 (1999)
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[Publications] 豊田 太郎: "光音響法によるポーラス化フラクタル状TiO_2の電圧印処理効果の評価"電子情報通信学会技術研究報告〔超音波〕. 99巻132号. 15-20 (1999)
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[Publications] 豊田 太郎: "光音響法によるTiO_2微粒子の評価"第20回日本熱物性シンポジウム講演論文集. 70-73 (1999)
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[Publications] 豊田 太郎: "光音響法による、ポーラス化TiO_2とその表面に吸着したCdSナノクリスタルの評価"第20回日本熱物性シンポジウム講演論文集. 74-77 (1999)
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[Publications] 沈 青: "CdSSe系ドープガラスの光音響スペクトル(アニール温度依存症)"第20回日本熱物性シンポジウム講演論文集. 98-101 (1999)
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[Publications] 沈 青: "Photoluminescence and photoacoustic investigation of photodarkening effect in CdS_xSe_<1-x> nanocrystal-doped glasses"Journal of Luminescence. 87-89巻. 444-446 (2000)
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[Publications] 豊田 太郎: "Photoacoustic and photoluminescence characterization of highly porous, polycrystalline electrodes made by chemical synthesis"Journal of Luminescence. 87-89巻. 1287-1239 (2000)
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[Publications] 豊田 太郎: "Characterization of electronic states of TiO_2 powders by photoacoustic spectroscopy"Japanese Journal of Applied Physics. 39巻. (2000)
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[Publications] 豊田 太郎: "Progress in Photothermal and Photoacoustic Science and Technology Vol.IV Semiconductors and Electronic Materials"SPIE Optical Engineering Press. 30 (2000)
