2004 Fiscal Year Annual Research Report
アモルファスSi中のErの発光に対するダングリングボンドの役割
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16560005
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
久米田 稔 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (30019773)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森本 章治 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (60143880)
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| Keywords | 水素化アモルファスSi / Er添加 / マグネトロンスパッタリング / フォトルミネッセンス / シュタルク準位 / Siダングリングボンド / ニオブ酸リチウム / 電子スピン共鳴 |
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| Research Abstract |
水素化アモルファスSi(a-Si:H)中に添加されたErのフォトルミネッセンス(PL)強度とSiダングリングボンドとの相関を調べてきた従来の研究の継続として、ErのPLスペクトルを成分波形に分離し、遷移に関わるStark準位の同定を行った。19Kの低温においては、遷移の始状態^4I_<13/2>はその一番下の準位だけが発光に関与するものと考えられるので、分離した成分波形を解析することによって、遷移の終状態^4I_<15/2>のStark準位が同定される。これらの準位は試料によってもわずかに差はあるが、アルミノ珪酸ガラスの中のErで観測された値に近く、a-Si:H中でもErは酸素に配位している可能性が大きい。酸素は試料作製中および試料作製後に入り込んだものと思われる。アニールによってErのPLは350℃までは増加し、500℃では急激に減少する。500℃では、Stark準位の位置も変化しているので、Erのまわりの環境が変化したことを示唆している。
透明材料中でのErの発光に対して、隣接したSiダングリングボンドを介した励起の可能性を検討するために、ホスト材料としてLiNbO_3を選び、Erを添加した薄膜を作製して、ErのPLの温度変化を調べ、遷移に関与するStark準位の同定を試みた。さらに、Er添加LiNbO_3薄膜の上にa-Si:H薄膜を堆積して、ErのPLの変化を調べることを試みたが、1200nm付近に幅の広い強いPLピークが出現しているほかは、ErのPLには顕著な変化は観測されていない。1200nm付近のPLピークは、LiNbO_3薄膜がa-Si:H堆積中にこうむった損傷による可能性と、a-Si:H薄膜中のSiダングリングボンドによる可能性が考えられるが、現時点でははっきりしない。
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