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伝導電荷光励起スペクトルによるSrS薄膜エレクトロルミネッセンスの励起機構の研究

研究課題

研究課題/領域番号 01550018
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 応用物性
研究機関鳥取大学

研究代表者

田中 省作  鳥取大学, 工学部, 教授 (90032284)

研究期間 (年度) 1989 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1990年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1989年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード半導体薄膜デバイス / 薄膜EL / SrS / 希土類発光中心 / 光励起伝導電荷 / エレクトロルミネッセンス / 伝導電荷光励起スペクトル / EL励起機構 / II_a-VI_b族化合物半導体 / アルカリ土類硫化物 / SrS薄膜 / 希土類イオン
研究概要

II_aーVI_b族化合物半導体(CaS,SrS)に希土類イオンを添加することにより、青色(SrS:Ce)、赤色(CaS:Eu)、白色(SrS:Ce,Eu)などの種々のEL発光を得ることができる。このため、カラ-薄膜ELの有望な母体材料として注目されつつある。これらの薄膜EL素子では、Ce^<3+>やEu^<2+>などのfーd遷移を示す発光中心が効率のよいEL発光を示す。
我々は、幾つかの実験結果より、希土類イオンを添加したCaS,SrS薄膜のEL励起機構として、次のようなモデルを提案した。まず高い電界による発光中心のイオン化(Ce^<3+>→Ce^<4+>,Eu^<2+>→Eu^<3+>)が生じる。引き続いて、イオン化した発光中心は伝導電子を捕獲して5d励起状態になり、5dー4f許容遷移により発光する。本研究では、この仮説を実験により直接的に明らかにすることを試みた。得らた結果を以下に示す。
1.CaS:Eu,SrS:Eu,SrS:Ce,K薄膜EL素子の伝導電荷光励起スペクトルを測定した。Cas:Eu,SrS:Eu素子では伝導電荷量の増加は400〜600nmの幅広い波長域で観察され、SrS:Ce,K素子では400nm付近に観察された。
2.CaS:Eu,SrS:Eu,SrS:Ce,K薄膜EL素子の伝導電荷光励起スペクトルとフォトルミネッセンス(PL)励起スペクトルを比較した。いずれの素子でも伝導電荷光励起スペクトルとPL励起スペクトルは、良く一致していた。これはCeやEu発光中心が5d励起状態に励起されると、電界によりイオン化されることを示している。この結果は発光中心のイオン化が励起過程の最初の過程であることを示唆している。
3.電界が十分高いとき、発光中心の5d励起電子は伝導帯に放出される。発光中心のイオン化の確率を電界の関数として定式化し、数値計算を行った。イオン化の確率は電界に依存しており、1ー2×10^6V/cm以上の強い電界でEuやCe発光中心のイオン化が生じると考えられる。

報告書

(3件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] H.Xian: "Electroluminescence and Photoluminescence in EuーDoped SrS ThinーFilms" Jpn.J.Appl.Phys.28. L1019-L1021 (1989)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tanaka: "Stable White SrS:Ce,K,Eu Thin Film EL with Filters for FullーColor Devices" Proc.SID. 31. 25-30 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tanaka: "Thin Film Electroluminescent Devices using CaS and SrS" J.Crystal Growth. 101. 958-966 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Kobayashi: "Color Electroluminescent Phosphors Based on RareーEarth Doped AlkalineーEarth Sulfides" Acta Polytechnica Scandinavica,Applied Physics Series. No.170. 69-76 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tanaka: "Annealing Effect on Electroluminescence Characteristics of SrS Thin Film Devices Prepared by Electron Beam Evaporation" Acta Polytechnica Scandinavica,Applied Physics Series. No.170. 211-214 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Tanaka: "PhtoーInduced Transferred Charge in Eu or Ce Doped AlkalineーEarth Sulfide Electroluminescent ThinーFilms" Jpn.J.Appl.Phys.

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Xian, G. Zhong, S. Tanaka and H. Kobayashi: ""Electroluminescence and Photoluminescence in Eu-Doped SrS Thin-Films"" Jpn. J. Appl. Phys. 28(6),. 28(6). 1019-1021 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tanaka, H. Kawakami, K. Nakamura and H. Kobayashi: ""Stable White SrS : Ce, K, Eu Thin Film EL with Filters for Full-Color Devices"" Proc. SID. 31(1). 25-30 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tanaka: ""Thin Film Electroluminescent Devices using CaS and SrS"" J. Crystal Growth. 101. 958-966 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Konayashi and S. Tanaka: ""Color Electroluminescent Phosphors Based on Rare-Earth Deped Alkaline-Earth Sulfides"" Acta Polytechnica Scandinavica, Applied Physics Series. No. 170. 69-76 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tanaka, K. Nakamura, H. Morita, S. Wada and H. Kobayashi: ""Annealing Effect on Electroluminescence Characteristics of SrS Thin Film Devices Prepared by Electron Beam Evaporation "" Acta Polytechnica Scandinavica, Applied Physics Series. No. 170. 211-214 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Tanaka, H. Yoshiyama, K. Nakamura, S. Wada, H. Morita and H. Kobayashi: ""Photo-induced Transferred Charge in Eu or Ce Doped Alkaline Earth Sulfide Electroluminescent Thin-Films"" Jpn. J. Appl. Phys.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Xian: "Electroluminescence and Photoluminescence in EuーDoped SrS ThinーFilms" Jpn.J.Appl.Phys.28. L1019-L1021 (1989)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tanaka: "Stable White SrS:Ce,K,Eu Thin Film EL with Filters for FullーColor Devices" Proc.SlD. 31. 25-30 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tanaka: "Thin Film Electroluminescent Devices using CaS and SrS" J.Crystal Growth. 101. 958-966 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kobayashi: "Color Electroluminescent Phosphors Based on RareーEarth Doped AlkalineーEarth Sulfides" Acta Polytechnica Scandinavica,Applied Physics Series. No.170. 69-76 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tanaka: "Annealing Effect on Electroluminescence Characteristics of SrS Thin Film Devices Prepared by Electron Beam Evaporation" Acta Polytechnica Scandinavica,Applied Physics Series. No.170. 211-214 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tanaka: "PhtoーInduced Transferred Charge in Eu or Ce Doped AlkalineーEarth Sulfide Electroluminescent ThinーFilms" Jpn.J.Appl.Phys.

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 田中省作: "白色発光薄膜エレクトロルミネッセンス素子" 応用物理. 58. 1610-1615 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 中村和吉: "電子線蒸着法により作製したSrS薄膜EL素子の熱処理効果" 電子情報通信学会技術研究報告 電子ディスプレイElD 89-87. 81-85 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tanaka: "Stable White SrS:Ce,K,Eu TFEL with Filters for Full Color Device" Proc.SlD. 31. (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] S.Tanaka: "Thin-Film Electroluminescent Devices using CaS and SrS" J.Crystal Growth.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2016-04-21  

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