| 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.
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