2009 Fiscal Year Annual Research Report
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21740226
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
太野垣 健 Kyoto University, 化学研究所, 助教 (80422327)
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| Keywords | 光物性 / 半導体物性 / ナノ材料 |
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| Research Abstract |
オージェ再結合過程は、半導体ナノ構造における高密度光励起状態で顕著に現れることが知られており、シリコンナノ構造をベースとしたレーザーや高効率太陽電池などの光電子デバイスでも顕著になると考えられる。本研究では、シリコンナノ構造における多体電子ダイナミクスの制御を目的として、様々な構造のシリコンナノ物質や電場印加を行った試料について高密度光励起状態の解明を行った。発光ダイナミクスの測定を行い、オージェ再結合などの高密度光励起キャリアダイナミクスの解明を進め、これを制御する方法の開拓を行った。本年度は、結合量子井戸の量子井戸幅や量子井戸間の結合強度、量子井戸の数などを系統的に変えたシリコンゲルマニウム混晶量子井戸構造を試料として、オージェ再結合の抑制メカニズムの解明を進めた。従来無視されていた量子井戸から障壁層への波動関数のしみ出し成分がキャリア間相互作用に重要であり、これを制御することによって高密度光励起効果を制御できる可能性を明らかにした。また、閉じ込めポテンシャル形状を制御することで波動関数のしみ出し成分の大きさや形状を制御できることを示し、波動関数形状の制御によってオージェ再結合を制御できる可能性を指摘した。さらに、電場印加によってポテンシャル形状やキャリア波動関数形状を系統的に制御するために、低温における半導体ナノ物質試料へ電場印加の検討を行った。シリコンゲルマニウム量子井戸構造の発光スペクトルの電場依存性を調べ、キャリアの波動関数形状と高密度キャリアダイナミクスについて検討を行った。
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