2000 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ結晶シリコン中の非輻射再結合過程

Research Project

Project/Area Number	11650024
Research Institution	Konan University
Principal Investigator	梅津郁朗甲南大学, 理学部, 助教授 (30203582)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山田由佳松下電産, 技師吉田岳人松下電産, 主任技師杉村陽甲南大学, 理学部, 教授 (30278791)
Keywords	ナノ結晶 / シリコン / レーザーアブレーション / フォトルミネッセンス / 非輻射遷移 / 非発光過程
Research Abstract	筆者らはナノ結晶シリコン中での非輻射再結合過程を追求し発光現象を明らかにすべく研究を行っている。シリコン系の再結合過程の統一的な物理法則を見いだすために多角的に研究をすすめている。その中でも希ガス中でのレーザーアブレーション法で作成されたナノ結晶は将来有望な材料でありこの材料を中心に研究を行っているが、その他SiO_x系、非晶質シリコン系の材料に関しても同様な研究を行っている。レーザーアブレーション法で作製された試料に関しては光励起エネルギーを変化させたところ発光エネルギーが1.7eVから2.0eVまで変化した。従来この発光エネルギーの変化は量子サイズ効果の変化ととらえられることが多かったが、この研究で1.7eVと2.0eVの成分の合成として変化しているように見えることがわかった。SiO_x系に関しても1.7eV付近に同様な発光が得られたことから1.7eV付近の発光はSiO_xに関係したものであると考えられる。筆者らはこの系の発光強度が大きい理由をSiO_x系、非晶質シリコン系の発光の温度依存性を比較検討することによって明らかにした。筆者らの作製したSiO_x膜、a-Si:H膜は均質でなくSiO_x膜はSi相とSiO2相に分離しa-Si:Hは多量のSi-Hボンドが含まれている事が特徴である。従ってSiO_x膜、a-Si:H膜はバンドギャップの大きなSiO_2相やSi-H_2ボンドの存在によって大きなバンドギャップ揺動のある系である。発光の温度依存性を綿密に測定したところ、このバンドギャップ揺動によって非発光中心への遷移が妨げられて発光強度が高くなっているとの結論を得た。レーザーアブレーション法で作製したシリコンナノ結晶も同様な温度依存性を示し表面にSiO_2相が存在することから非輻射遷移確率の減少が発光効率を増大させていることが結論できシリコン系共通の非輻射再結合過程の議論を行うことが可能となった。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] I.Umezu,A.Sugimura,Y.Yamada and T.Yoshida 他3名: "Effects of thermal processing on photoluminescence of Si nanocrystallites prepared by pulsed laser ablation"Electrochemical Society Proceedings. 98-9. 40-48 (1999)
[Publications] I.Umezu,A.Sugimura,Y.Yamada and T.Yoshida 他5名: "A comparative study of photoluminescence properties of a-SiOx : H film and silicon nanocrystallites"Journal of Non-Crystalline Solids 266-9,. 266-9. 1029-1032 (1999)
[Publications] I.Umezu,A.Sugimura 他5名: "correlation between Photoluminescence Intensity and Micro Structure in Amprphous Silicon Films Prepared by Reactive RF Sputtering"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・8. 844-846 (2000)
[Publications] I.Umezu,A.Sugimura,Y.Yamada,T.Yoshida 他3名: "Effects of annealing on luminescence properties of si nanocrystallites prepared by pulsed laser ablation in inert gas"Physica E. (印刷中). (2001)
[Publications] A.Sugimura,I.Umezu 他2名: "Optical Properties of Self-assembled InAs Quantum Dots Grown on GaAs(211) A Substrates"Thin film solids. (印刷中). (2001)
[Publications] I.Umezu,A.Sugimura 他2名: Proceedings of Materials Research Society. (印刷中). (2001)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ結晶シリコン中の非輻射再結合過程

Principal Investigator

梅津 郁朗 甲南大学, 理学部, 助教授 (30203582)

Research Products

[Publications] I.Umezu,A.Sugimura,Y.Yamada and T.Yoshida 他3名: "Effects of thermal processing on photoluminescence of Si nanocrystallites prepared by pulsed laser ablation"Electrochemical Society Proceedings. 98-9. 40-48 (1999)

[Publications] I.Umezu,A.Sugimura,Y.Yamada and T.Yoshida 他5名: "A comparative study of photoluminescence properties of a-SiOx : H film and silicon nanocrystallites"Journal of Non-Crystalline Solids 266-9,. 266-9. 1029-1032 (1999)

[Publications] I.Umezu,A.Sugimura 他5名: "correlation between Photoluminescence Intensity and Micro Structure in Amprphous Silicon Films Prepared by Reactive RF Sputtering"Jpn.J.Appl.Phys.. 39・8. 844-846 (2000)

[Publications] I.Umezu,A.Sugimura,Y.Yamada,T.Yoshida 他3名: "Effects of annealing on luminescence properties of si nanocrystallites prepared by pulsed laser ablation in inert gas"Physica E. (印刷中). (2001)

[Publications] A.Sugimura,I.Umezu 他2名: "Optical Properties of Self-assembled InAs Quantum Dots Grown on GaAs(211) A Substrates"Thin film solids. (印刷中). (2001)

[Publications] I.Umezu,A.Sugimura 他2名: Proceedings of Materials Research Society. (印刷中). (2001)

梅津郁朗甲南大学, 理学部, 助教授 (30203582)