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2008 Fiscal Year Annual Research Report

ナノグラニュラー構造を有する次世代無機エレクトロルミネッセンス薄膜材料の創製

Research Project

Project/Area Number 18360338
Research InstitutionResearch Institute for Electric and Magnetic Materials

Principal Investigator

阿部 世嗣  Research Institute for Electric and Magnetic Materials, 光学材料グループ, 主任研究員 (20202666)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大沼 繁弘  財団法人電気磁気材料研究所, 電磁気材料グループ, 主任研究員 (50142633)
大沼 正人  独立行政法人物質・材料研究機構, 量子ビームセンター, 主幹研究員 (90354208)
Keywordsナノグラニュラー構造薄膜 / 半導体 / 酸化物 / 量子サイズ効果 / エレクトロルミネッセンス / 複合材料 / ナノ粒子 / 無機
Research Abstract

半導体ナノ粒子および酸化物マトリクスとして用いる各材料の生成熱差を材料設計指針として当該材料探索を行った結果,マトリクスをAl酸化物とすることによりGeナノ粒子の粒径サイズ分布が比較的狭くなることを明らかにした.この際,Geは間接遷移型のバンド構造を有することから,直接遷移型のInSbをナノ粒子として用いることにより,損失の少ない発光過程を期待することができる.そこで,マトリクスとしてAl酸化物,ナノ粒子としてInSbから構成される新規ナノグラニュラー構造薄膜を作製した.その結果,Al_2O_3ターゲット上にInSbチップを配置した複合ターゲットを用いてスパッタ成膜し,約550℃以上の熱処理を施すことにより,結晶化したInSbナノグラニュラーがアモルファスマトリクス中に分散した複合構造薄膜が得られた.また,複合ターゲットにSbを追加して補償リザーバとすることにより,InSbナノ粒子中のSb欠損を同時に抑制することも可能である,複合薄膜の光吸収端は,InSb濃度の減少と共に短波長側にシフトすることから,InSbの量子サイズ効果が発現していると考えられる.また,300〜900nmの波長領域にわたって室温における発光は観測されず,非発光性再結合が支配的であると考えられる.一方,新奇な結果として,マトリクスとしてFe酸化物,半導体ナノ粒子としてGeを用いて複合材料を作製した際,Ge添加濃度が3〜5at%において,比較的作製が困難とされる強磁性マグネタイト単相薄膜が得られた.

  • Research Products

    (12 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Preparation of Ge nanogranules embedded in anatase-dominant TiO_2 thin films prepared by rf sputtering2008

    • Author(s)
      Seishi Abe
    • Journal Title

      Conference proceedings of 14^<th> internationa1 conference on thin films (ICTF14)

      Pages: 101-104

  • [Journal Article] Anatase-dominant matrix in Ge/TiO_2 thin films prepared by sputtering method2008

    • Author(s)
      Seishi Abe
    • Journal Title

      Applied Physics Express 1

      Pages: 095001, 1-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single dominant distribution of Ge nanogranule embedded in Al-oxide thin film2008

    • Author(s)
      Seishi Abe
    • Journal Title

      J. Applied Physics 104

      Pages: 104305, 1-4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetite thin films containing a small amout of Ge2008

    • Author(s)
      Seishi Abe
    • Journal Title

      Applied Physics Express 1

      Pages: 111304, 1-3

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] スパッタリング法によるInSb/Al-Oナノグラニュラー薄膜の作製2009

    • Author(s)
      薄井洋行、阿部世嗣、大沼繁弘
    • Organizer
      春季第56回応用物理学会関係連合講演会
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2009-03-31
  • [Presentation] Preparation of Ge nanogranule embedded in anatase-dominant structure of TiO_2 thin films2008

    • Author(s)
      Seishi Abe
    • Organizer
      14^<th> International Conference on Thin Films
    • Place of Presentation
      ベルギー国ゲント大学
    • Year and Date
      2008-11-19
  • [Presentation] Ge添加による Magnetite 薄膜の作製2008

    • Author(s)
      阿部世嗣
    • Organizer
      日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-09-24
  • [Presentation] Ge/M-0(M:Ti or Fe)機能性薄膜の構造制御2008

    • Author(s)
      阿部世嗣
    • Organizer
      日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2008-09-23
  • [Presentation] Ge添加による赤外光透過性Fe-O薄膜の作製2008

    • Author(s)
      阿部世嗣
    • Organizer
      日本金属学会春期大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2008-03-29
  • [Presentation] Ge添加により作製した Magnetite ナノ結晶薄膜の微細構造観察2008

    • Author(s)
      薄井洋行、阿部世嗣
    • Organizer
      日本金属学会春期大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2008-03-29
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.denjiken.or.jp

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光機能性デバイス用薄膜材料及びそれを用いた光半導体素子2009

    • Inventor(s)
      薄井洋行阿部世嗣
    • Industrial Property Rights Holder
      (財)電気磁気材料研究所
    • Industrial Property Number
      特許権特願2009-95284
    • Filing Date
      2009-03-17

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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