| Research Abstract |
逆オージェ効果は,Egの2倍以上のエネルギーをもつ光子を1個吸収して2個以上の励起子を生成する現象であり,光エネルギー変換への応用において注目を浴びている。本研究では,CdTe半導体量子ドットを種々の方法で合成すると共に,逆オージェ効果の閾値を解析した。また,逆オージェ効果の後に起こるオージェ効果を解析するために,励起光強度依存性を解析し,オージェ再結合定数を見積もった。
まず,様々なサイズのCdTe量子ドットを有機溶媒中,コロイド合成法により合成した。前駆体を除くためにメタノール,クロロフォルムの混合溶液で抽出をした後ヘキサンに溶かした。定常光による発光・吸収スペクトルを測定し,スペクトルの励起波長依存性が観測されないことを確認し,短波長励起による発光ダイナミクスが不純物等によるものではない事を明らかにした。また,逆オージェ効果を解析するためにTi:Sapphireレーザーの第二,第三高調波で励起し発光寿命測定を行い,そのダイナミクスを比較した。さらに,フェムト秒過渡吸収ダイナミクスの励起光強度依存性からオージェ再結合定数を解析した。
その結果,バンドギャップの異なるCdTe量子ドットを用いた場合,逆オージェ効果は,hω/Egの値が約2.5以上になった場合に起こる事が明らかになった。粒径5.4nm(Eg=1.73eV)のCdTe量子ドットの場合は,carrier multiplicationの量子効率は190%になった。さらに,CdTe量子ドットの逆オージェ効果の閾値2.5Egに関しては,電子と正孔の有効質量が重要な役割を果たしている事が示唆された。さらに,過渡吸収ダイナミクスの解析から,数十〜数百ピコ秒で起こるオージェ効果は,電子-正孔の移動に関して時間に依存する速度定数を用いる事によりGlobal解析できることをはじめて示した。
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