| 研究課題/領域番号 |
12480138
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
今西 信嗣 京都大学, 工学研究科, 教授 (10027138)
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| 研究分担者 |
今井 誠 京都大学, 工学研究科, 助手 (60263117)
伊藤 秋男 京都大学, 工学研究科, 教授 (90243055)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
2002年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2001年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
2000年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
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| キーワード | ナノクリスタル / ルミネセンス / 重イオン注入 / 水素挙動 / 量子ドット / アニーリング / SiO_2 / Si |
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| 研究概要 |
重イオンを誘電体に注入し、過固溶状態を形成したのち、加熱処理により誘電体内に1-10nmの微小単結晶を合成する。このナノクリスタルはいわゆる量子ドットとしての機能を有することから、ルミネセンスとしての安定した性能を実現する。あわせて、重イオン注入ナノクリスタル合成の基本的な機構の解明、ならびにルミネセンス発現にかかわる結晶界面の量子状態の特定を行い、光デバイスとしての応用技術の展開や固体内放射線誘起基礎過程の解明に資する。
1.SiO_2にGeを注入した場合について、形成されるGeナノクリスタルの粒径分布および密度がGe注入量、加熱処理の温度と時間に対してどのように変わるかについて、シミュレーション計算を行い、粒径10-15nmのクリスタルが生成されることが判明した。シミュレーション計算に必要な拡散係数および固溶度は注入条件によって大きく影響される。そのため、GeをSiO_2に注入したのち、熱処理過程でのGeの深さ分布の変化を後方散乱法により測定し、シミュレーション予測と対比しつつ、拡散係数および固溶度の実効値を求めた。
2.発光プロセスとして、ナノクリスタル界面での水素の存在が重要であるため、Siをイオン注入したSiO_2中での水素の挙動を弾性反跳検出法により明らかにした。イオン注入した試料は、SiO_2母体に加え、Siの微小析出物、ナノクリスタル、欠陥からなる複雑な系となるが、熱処理条件により制御した系に水素をイオン注入し、水素の捕捉・脱離過程を明らかにした。とくにナノクリスタル界面のSiダングリングの水素終端につながる条件を確立した。
3.SiO_2中にSiあるいはGeを注入した試料をN_2雰囲気中でアリーリングすることにより、Si注入では、720nm近傍に、Ge注入では550nm近傍に幅広いフォトルミネッセンスが観測された。
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