2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26800168
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
太野垣 健 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 太陽光発電研究センター, 主任研究員 (80422327)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光物性 / 量子ドット / 半導体物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
半導体に高エネルギーの光を照射した際に、１光子の吸収によって多数のキャリアが生成される現象が現れる。このような現象は太陽電池における光電変換機能の高性能化などの応用にも利用できる可能性がある。特に、半導体量子ドットにおいては、キャリア増幅過程が高効率に現れる可能性が指摘されているが、そのメカニズムについては十分に理解されておらず、その基礎的知見の蓄積が期待されている。
本研究では、可視光照射によってもバンドギャップエネルギーの数倍以上の高エネルギーの光照射を行うことができる低バンドギャップエネルギーのゲルマニウム量子ドットに着目し、光照射によるキャリア生成においてそのキャリア増幅過程を発現させること、およびそのメカニズムを解明することを目指した。従来より多キャリア生成の検出には、時間分解分光において、多キャリア生成により現れるキャリア再結合過程の検出が用いられてきたが、この方法においては外因的な効果による過大評価がが指摘されており、本研究では発光強度または光電流をプローブに用いて絶対キャリア数の評価によりキャリア増幅を検出することを行った。
具体的には、(i)光励起キャリアの運動エネルギーを系統的に変化させるために、波長可変レーザー光源を用いた系統的に照射光エネルギーを掃引する測定系の構築、および照射光エネルギーの掃引範囲の高エネルギー化を行った。また、光電流測定用および発光測定用に、シリコンpn接合中のゲルマニウム量子ドットおよび酸化膜上薄膜結晶シリコン上のゲルマニウム量子ドットについて作製を行い、(ii)光電流および発光強度の評価によって光励起キャリア数を定量的に調べ、高エネルギー光を照射した際の信号増強の検出を試みた。
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Research Products
(2 results)
