| 研究課題/領域番号 |
14340093
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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 |
固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
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| 研究機関 | 京都大学 (2004)
奈良先端科学技術大学院大学 (2002-2003) |
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研究代表者 |
金光 義彦 京都大学, 化学研究所, 教授 (30185954)
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| 研究分担者 |
井上 英幸 京都大学, 化学研究所, 助手 (30343271)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
14,200千円 (直接経費: 14,200千円)
2004年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2003年度: 4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
2002年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
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| キーワード | 半導体ナノ微粒子 / 顕微分光 / 単一粒子分光 / 量子サイズ効果 / レーザー分光 / 不純物発光 / 半導体ナノ粒子 / 希土類イオン / 遷移金属イオン / 逆ミセル法 / ゾルゲル法 / コロイド法 / フォトニック結晶 / 光学特性 |
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| 研究概要 |
本研究では、半導体ナノ微粒子へ機能性元素をドープしたドープ型ナノ微粒子の作製とそれらの単一物性を評価できる顕微分光システムの開発を行い、ドープ型ナノ微粒子の量子光物性を明らかにした。半導体ナノ微粒子を機能性イオンドープのための新しいナノ空間母体材料と考え、逆ミセル法、共沈法およびイオン打ち込み法により、遷移金属イオン、希土類イオン、さらにドナー・アクセプターとなる不純物などを添加した。低温で光学特性が測定でき高い空間分解能を有する顕微レーザー分光システムとして、ファイバー型及びカンチレバー型の近接場光学顕微鏡を開発した。単一ナノ微粒子においては、自由励起子発光および浅い不純物準位発光の線幅は非常に狭く、発光エネルギーはナノ粒子サイズに敏感であった。一方、II-VI族半導体中のマンガンイオンなどの深い不純物準位発光は、低温においても非常にブロードであった。単一ナノ微粒子における深い不純物発光のスペクトル線幅は、主に電子格子相互作用が決めていることがわかった。また、バンドギャップエネルギーの大きな半導体を表面層に用いるコア・シェル型半導体ナノ粒子を作製した。このコア・シャル型構造では、ドープした不純物イオンが表面に析出しないように表面層を覆うことにより、不純物発光の高度増大が観測できた。不純物をドープしたコア・シャル型ナノ粒子においても、近接場光学顕微鏡を用いてひとつひとつの発光特性を明らかにすることができた。時間分解発光測定と空間分解発光測定を行うことにより、ナノ微粒子から機能性元素へのエネルギー移動などの発光特性を明らかにした。
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