CuInS_2ナノワイヤーの配向および光学ギャップ評価法の確立

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15510106
• Research Institution: Osaka Prefecture University
• Principal Investigator: 脇田 和樹 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (80201151)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 芦田 淳 大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (60231908) ; マメドフ ナジム 大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (60305654)
• Keywords: ナノワイヤー / CuInS_2 / 配向 / 光学ギャップ

Research Abstract

化学処理方法によって合成したCuInS_2ナノワイヤーの構造およびフォトルミネセンス法による光学的特性を調べた。300℃で作製した生成物(試料A)は焦げ茶色をしており、一方280℃による生成物(試料B)は黒色であった。試料A内に存在するナノワイヤーは直径30-100nm、長さは数ミクロンである。一方、試料Bでは厚さ30-50nm、幅200-500nm、長さ数ミクロンのベルト構造を観察した。また、280℃で合成した他の試料では厚さ30-50nm、一辺数ミクロンのプレート構造であった。生成物の色とナノ構造には強い相関関係があり、即ちナノ構造が小さくなると、試料の色が明るくなることがわかった。この関係は生成物の吸収特性を反映している。
また、試料AのX線回折パターンはカルコパイライト構造をもつバルクのCuInS_2(JCPDS 27-0159)とほとんど一致した。回折ピークの広がりは生成物のナノ構造に起因している。さらに、試料Aを用いて10Kでのフォトルミネセンス測定を行い、半値幅が0.24eV、2.05eVにピークをもつブロードな発光を観測した。観測したピーク位置はバルクCuInS_2結晶のバンドギャップ1.555eVより約0.5eV大きく、このバンドギャップの広がりは、生成物のナノワイヤー構造がもたらす量子効果によると考えられる。
また、T1InSe_2結晶のナノワイヤー構造もTMHにより観測した。T1InSe_2の誘電関数はエリプソメトリーにより測定を行った。その結果から、T1InSe_2のバンドギャップおよび高エネルギー側の結合状態密度について考察している。

Research Products

• [Publications] K.Wakita, Y.Miyoshi, M.Iwai, H.Fujibuchi, A.Ashida: "Photoluminescence on CuInS_2 nanowires"Material Research Society Proceedings. (in press). (2004)
• [Publications] N.Mamedov, K.Wakita, S.Akita, Y.Nakayama: "Room Temperature Dielectric Function of Low Dimensional TlMeX_2"Material Research Society Proceedings. (in press). (2004)