室温可視光発光材料のμm領域解析による発光波長制御の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650695
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 田中 勝己 電気通信大学, 電気通信学部, 助教授 (30155121)
• Keywords: 発光材料 / ルミネッセンス / シリコン / ゼオライト / レーザーアブレーション / 薄膜 / EPMA / XPS

Research Abstract

(1)設備備品としてマルチチャンネル光検出器を購入し、現有の電子線プローブ微小部分分析装置(EPMA)にカソードルミネッセンス測定システムを作製した。また、光電子分光装置(ESCA:XPS,UPS)内の真空に保たれた試料からin situで光ルミネッセンス測定システムを作製した。いずれのシステムも試料からの発光があれば検出できる高感度測定系であることを確認した。CdWO_4単結晶表面からのカソードルミネッセンス(CL)をEPMA装置内でμm電子線照射により室温で容易に観測できた。(2)約7.3Åの1次元細孔構造をもつゼオライトAlPO_4-5にシリコンクラスターを作製するプロセス解析を行った。表面に存在するダングリングボンドをNH_3との反応により終端化し、熱によりSiNxのALPO_4-5細孔内への拡散が可能であること、レーザーアニールにより粒子の移動を伴わずにその場で結晶化を促進し、SiNxで覆われたSi微粒子の作製が可能であること、Si微粒子のバンドギャップが2.2eVと量子サイズ効果を示すことを見出し、学術誌に報告した。(3)窒素終端Si微粒子の発光を調べた。アニールしてSiのバンド構造が検出される試料から266nmレーザーを励起源として室温で発光が得られ上記システムにより発光スペクトルを得た。発光波長から微粒子のサイズの検討などを行っている。しかし、μm領域の発光特性の検討を目的として0.5μmの収束電子線を用いたCLは観測されなかった。(4)CdOとWO_3から、ならびにCaOとWO_3からレーザーアブレーションによりCdWO_4、ならびにCaWO_4薄膜を作製するプロセス解析を行い、雰囲気ガスの効果を検討した。得られた薄膜は266nmパルスレーザーを励起源として室温で発光が観測され、そのスペクトル解析を行っている。薄膜のμm電子線照射による発光スペクトル解析をCd/W、ならびにCa/W元素比との相関から検討するところである。

Research Products

• [Publications] K.Tamaka,D.Sonobe: "Synthesis of CdWO_4 thin films showing photoluminescence at r.t. by pulsed laser ablation using photoluminescenceless CdO/WO_3 mixed oxide targets: effect of plume forming condition and terget-substrate distance"Applied Surface Science. Vol.140. 138-143 (1999)
• [Publications] C-K.Choo,T.Sakamoto,K.Tanaka,R.Nakata: "Characterization of nitrogen terminated silicon nanoparticles on AFI zeolite with X-ray and ultraviolet photoelectron spectroscopies"Applied Surface Science. Vol.148. 116-125 (1999)
• [Publications] K.Tanaka,T.Sakamoto,M.Tohara,C-K.Choo,R.Nakata: "Oxygen containing silicon clusters on Teflon and their work functions studied with X-ray photoelectron spectroscopy and ultraviolet photoelectron spectroscopy"Applied Surface Science. Vol.148. 215-222 (1999)
• [Publications] C-K.Choo,T.Sakamoto,M.Tohara,K.Tanaka,R.Nakata,N.Okuyama: "Preparation and evaluation of nitrogen-terminated silicon nanoparticles: laser annealing effect"Surface Science. 445. 480-487 (2000)