2001 Fiscal Year Annual Research Report
トンネル接合/ポーラスSi界面におけるホットエレクトロンの挙動
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12450254
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
八田 有尹 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70005502)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田山 智正 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20184004)
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| Keywords | ホットエレクトロン / トンネル接合 / I-V特性 / ポーラスSi / MIM / ナフトキノン / Ag / A10x / Al / エレクトロルミネセンス |
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| Research Abstract |
Ag/A10_x/Alのような金属/絶縁体/金属(MIM)からなるトンネル接合に対して金属の仕事関数以下の範囲で電圧(数V程度)を印加するとホットエレクトロン(hot-electron)と呼ばれるフェルミ準位(E_f)よりも高いエネルギー状態にある電子を生成させうる。本研究では、MIMトンネル接合を作成し電圧を印加してhot-electronを生成させた場合のI-V曲線等を測定し、MIMトンネル接合自身、あるいは基板との界面におけるhot-electronの挙動を基礎的に調べること、さらにhot-electronが与えるAg表面化学種に対する影響を探ることを目的とした。
本年度は、昨年度検討したMIMトンネル接合の形成条件を基に得られたトンネル接合について、下地ポーラスSiに対してhot-electron注入を試みた場合エレクトロルミネセンス光がトンネル接合側から観測されるかどうか試みた。その結果、現在までトンネル接合越しにはルミネセンス光は観測されていない。これは、トンネル接合の存在によりルミネセンス光が大幅に減衰してしまうこと、またhot-electron注入がポーラスSi微粒子表面の酸化物層の存在により阻害されるためではないかと思われる。
続いて、Ag表面に存在するナフトキノンを含むポリスチレン(光分解性ポリスチレン)薄膜に対して、MIMトンネル接合に電圧を印加しhot-electronを生成させ、そのエネルギーによりなフトキノンの分解が促進されるかを赤外反射分光法により追跡した。その結果、トンネル接合にナフトキノンの吸収端よりも短波町側の光に相当する2.8eV以上印加すると、その上に存在するポリスチレンの分解が促進されることが赤外吸収強度の変化から推定された。またこの際、Alを+極にAgを-極に電圧印加した方がナフトキノンの分解がより促進されることがわかった。
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