2001 Fiscal Year Annual Research Report

レーザーアブレーション法による表面制御されたナノ結晶シリコンの創成と発光過程

Research Project

Project/Area Number	13650021
Research Institution	Konan University
Principal Investigator	梅津郁朗甲南大学, 理工学部, 助教授 (30203582)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	吉田岳人松下電産, 主任技師(研究員) 稲田貢ハイテク・リサーチ・センター, 博士研究員 (00330407) 杉村陽甲南大学, 理工学部, 教授 (30278791) 山田由佳松下電産, 技師(研究員)
Keywords	ナノ結晶 / レーザーアブレーション / シリコン / 発光 / 表面・界面 / 水素化 / 窒化
Research Abstract	本研究の目的はパルスレーザーアブレーション法を用いてナノ結晶を作製しさらに表面制御を行うものである。今年度は作製されたナノ結晶に対するプラズマによる窒化、水素化を行う方法と水素ガス雰囲気中でナノ結晶シリコンを堆積させ表面水素化を行う2種類の方法で実験を行った。その結果プラズマによる窒化、水素化に成功した。このプラズマ窒化には導入ガス流量依存性があり最適なガス流量以上では逆に窒化、水素化が有効に起こらないという結果が得られた。このように表面修飾に必要な基礎データを出し表面修飾の素過程を明らかにしつつある。また表面窒化、水素化された試料は大気中での酸化が抑えられると言う有益な結果の得られている。水素ガス中で堆積されたナノ結晶シリコンからはさらに有益な情報が得られた。ナノ結晶の形状と含有水素量は堆積中のガス圧に依存していた。この試料の発光を調べると水素化されていない試料よりも高い発光効率を示した。普通水素はシリコンのダングリングボンドを終端化させ発光効率が上がることはよく知られている。そこで本研究ではESRを用いてダングリングボンド密度の測定を行った。その結果発光効率の上昇はダングリングボンド密度には大きく依存せずむしろ含有水素量や試料の形状に大きく依存していた。これはシリコンナノ結晶中ではバルクとは異なり、ダングリングボンドは有効な非輻射再結合中心ではないことを示す。これは水素化による柔軟性の増大や表面形状による表面の柔軟性が大きく影響していると考えている。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] I.Umezu, K.Yoshida, M.Inada, A.Sugimura: "Photoluminescence from Nanoscale Si in a-SiOx matrix"Mat.Res.Soc Symp.Proc.. 638. F5.19.1-F5.19.6 (2001)
[Publications] M.Inada, K.Ohnishi, I.Umezu P.O.Vaccaro, A.Sugimura: "Many body effect in photo-conductivity in InAs/GaAs self assembled quantum dots"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 642. J3.3.2-J3.3.6 (2001)
[Publications] A.Sugimura, K.Ohnishi, I.Tadamasa, I.Umezu: "Effects of inter-dot electronic coupling on laser gain in InAs/GaAs quantum dot ensemble"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 642. J5.5.1-J5.5.6 (2001)
[Publications] A.Sugimura, 他6名: "Effects of annealing on luminescence properties of si nanocrystallites prepared by pulsed laser ablation in inert gas"Materials Science & Engineering C. 15/1-2. 129-131 (2001)
[Publications] I.Umezu, K.Kohno, T.Ymaguchi, A.Sugimura, M.Inada: "Deposition of silicon nitride films by pulsed laser ablation of Si target in nitrogen gas"J.Vac.Sci.and technol.A. 20. 30-32 (2002)
[Publications] I.Umezu, M.Inada, A.Sugimura他4名: "Photoluminescence Properties of Amorphous Silicon-based Oxygen and Hydrogen Alloys"J.Appl.Phys.. 91. 2009-2014 (2002)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

レーザーアブレーション法による表面制御されたナノ結晶シリコンの創成と発光過程

Principal Investigator

梅津 郁朗 甲南大学, 理工学部, 助教授 (30203582)

Research Products

[Publications] I.Umezu, K.Yoshida, M.Inada, A.Sugimura: "Photoluminescence from Nanoscale Si in a-SiOx matrix"Mat.Res.Soc Symp.Proc.. 638. F5.19.1-F5.19.6 (2001)

[Publications] M.Inada, K.Ohnishi, I.Umezu P.O.Vaccaro, A.Sugimura: "Many body effect in photo-conductivity in InAs/GaAs self assembled quantum dots"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 642. J3.3.2-J3.3.6 (2001)

[Publications] A.Sugimura, K.Ohnishi, I.Tadamasa, I.Umezu: "Effects of inter-dot electronic coupling on laser gain in InAs/GaAs quantum dot ensemble"Mat.Res.Soc.Symp.Proc.. 642. J5.5.1-J5.5.6 (2001)

[Publications] A.Sugimura, 他6名: "Effects of annealing on luminescence properties of si nanocrystallites prepared by pulsed laser ablation in inert gas"Materials Science & Engineering C. 15/1-2. 129-131 (2001)

[Publications] I.Umezu, K.Kohno, T.Ymaguchi, A.Sugimura, M.Inada: "Deposition of silicon nitride films by pulsed laser ablation of Si target in nitrogen gas"J.Vac.Sci.and technol.A. 20. 30-32 (2002)

[Publications] I.Umezu, M.Inada, A.Sugimura他4名: "Photoluminescence Properties of Amorphous Silicon-based Oxygen and Hydrogen Alloys"J.Appl.Phys.. 91. 2009-2014 (2002)

梅津郁朗甲南大学, 理工学部, 助教授 (30203582)