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光励起-誘電緩和測定法の開発:光活性種の励起・脱励起過程の選択定量分析

研究課題

研究課題/領域番号 21560037
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

石井 真史  独立行政法人物質・材料研究機構, 表界面構造・物性ユニット, 主任研究員 (90281667)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2010年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2009年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード薄膜・表面界面物性(A)薄膜 / 光物性 / 半導体物性 / 誘電体物性 / 誘電緩和 / 希土類添加 / 電荷移動 / 発光デバイス
研究概要

光電子デバイスの材料として注目されている希土類添加半導体について、発光機構を電気測定(電荷の動的挙動)により分析する光励起-誘電緩和法を提案し、装置を開発した。装置を使って、サマリウムを添加した酸化チタンなどの室温発光材料の発光素過程を選択的かつ定量的に分析することに成功した。また、消光をもたらす電荷の散逸過程も同手法で見出した。更に、発光・消光を起こす酸化チタン微結晶界面の特性を詳らかにすることが出来た。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (29件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Effects of oxidization and deoxidization on charge-propagation dynamics in rare-earth-doped titanium dioxide with room-temperature luminescence2012

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, B. Towlson, N. Poolton, S. Harako, X. Zhao, S. Komuro, and B. Hamilton
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 111

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of charge transfer process for optical emission of rare-earth dopant using electric probing technique2012

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, S. Harako, X. Zhao, S. Komuro, and B. Hamilton
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence

      巻: 132 号: 12 ページ: 3129-3132

    • DOI

      10.1016/j.jlumin.2011.12.041

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The roles of electrons and holes in luminescence of rare-earth doped semiconductors2012

    • 著者名/発表者名
      M.Ishii, B.Towlson, S.Harako, X.Zhao, S.Komuro, B.Hamilton
    • 雑誌名

      IEEJ Transactions on Electronics, Information and Systems

      巻: 132(印刷中)

    • NAID

      210000174588

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of surface dielectric relaxation measurement technique and its application to precise and non-destructive evaluation of oil degraded commercial rubber2012

    • 著者名/発表者名
      M.Ishii
    • 雑誌名

      Bunseki Kagaku

      巻: 61(印刷中)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of oxidization and deoxidization on charge-propagation dynamics in rare-earth-doped titanium dioxide with room-temperature luminescence2012

    • 著者名/発表者名
      M.Ishii, B.Towlson, N.Poolton, S.Harako, X.Zhao, S.Komuro, B.Hamilton
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 111

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Charge propagation dynamics at trapping centers that induce the luminescence of rare-earth dopants in wide-gap materials2011

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, S. Harako, X. Zhao, S. Komuro, and B. Hamilton
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 99

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 誘電緩和を用いた高分子表面の動力学分析2011

    • 著者名/発表者名
      石井真史
    • 雑誌名

      The Electronic Journal Edition of IEEJ Transactions A

      巻: 131 ページ: 185-191

    • NAID

      10027803205

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface dielectric relaxation : probing technique and its application to thermal activation dynamics of polymer surface2010

    • 著者名/発表者名
      M.Ishii
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: 81

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Static states and dynamic behaviour of charges : observation and control by scanning probe microscopy2010

    • 著者名/発表者名
      Masashi Ishii
    • 雑誌名

      JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER Vol.22

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Confinement, overflow, and emission of holes on SiGe surface with Gedots : Heterogeneous hole redistribution and its application to virtual dot manipulation2009

    • 著者名/発表者名
      Masashi Ishii, Sarnjeet S.Dhesi, Bruce Hamilton
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS Vol.91

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Thermal quenching mechanism of Sm doped TiO_2 revealed from charge propagation analyses with electric measurement techniques2012

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, S. Harako, X. Zhao, S. Komuro, and B. Hamilton
    • 学会等名
      4th International Workshop on Photoluminescence in Rare-earth : Photonic Materials and Devices
    • 発表場所
      Kyoto University(京都府)
    • 年月日
      2012-03-28
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Thermal Quenching mechanism of Sm doped TiO2 revealed from charg propagation analyses with electric measurement techniques2012

    • 著者名/発表者名
      M.Ishii, S.Harako, X.Zhao, S.Komuro, B.Hamilton
    • 学会等名
      4th International Workshop on Photoluminescence in Rare-earth : Photonic Materials and Devices
    • 発表場所
      Kyoto University(京都府)
    • 年月日
      2012-03-28
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光励起誘電緩和法(5): TiO_2 : Smの温度消光における電荷の散逸過程2012

    • 著者名/発表者名
      石井真史, Brian Towlson,原子進,趙新為,小室修二, Bruce Hamilton
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 光励起誘電緩和法(7):電荷伝搬分析を使ったnc-Si発光におけるEr添加効果の検討2012

    • 著者名/発表者名
      石井真史, Iain Crowe, Matthew Halsall, Andrew Knights, Russell Gwilliam, Bruce Hamilton
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光励起誘電緩和法(6):電荷伝搬分析を使ったnc-Si:Erの発光機構の検討2012

    • 著者名/発表者名
      石井真史, Iain Crowe, Matthew Halsall, Andrew Knights, Russell Gwilliam, Bruce Hamilton
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光励起誘電緩和法(5):TiO2:Smの温度消光における電荷の散逸過程2012

    • 著者名/発表者名
      石井真史, Brian Towlson, 原子進, 趙新為, 小室修二, Bruce Hamilton
    • 学会等名
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都)
    • 年月日
      2012-03-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Charge propagation dynamics in rare-earth doped semiconductors : Photo-excitation, trapping and recombination for dopant luminescence2011

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii
    • 学会等名
      ISSP Special Seminar
    • 発表場所
      Latvia University(ラトビア)
    • 年月日
      2011-10-19
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Charge propagation dynamics in rare-earth doped semiconductors : Photo-excitation, trapping and recombination for dopant luminescence2011

    • 著者名/発表者名
      M.Ishii
    • 学会等名
      ISSP Special Seminar
    • 発表場所
      Latvia University(ラトビア、リガ)(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Observation of charge transfer process for optical emission of rare-earth dopant by using electric probing technique2011

    • 著者名/発表者名
      M. Ishii, S. Harako, X. Zhao, S. Komuro, and B. Hamilton
    • 学会等名
      E-MRS 2011 Fall Meeting
    • 発表場所
      Warsaw University of Technology(ポーランド)
    • 年月日
      2011-09-19
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Observation of charge transfer process for optical emission of rare-earth dopant by using electric probing technique2011

    • 著者名/発表者名
      M.Ishii, S.Harako, X.Zhao, S.Komuro, B.Hamilton
    • 学会等名
      E-MRS 2011 Fall Meeting
    • 発表場所
      Warsaw University of Technology(ポーランド、ワルシャワ)
    • 年月日
      2011-09-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 表面誘電緩和法による天然ゴムの油劣化評価2011

    • 著者名/発表者名
      石井真史
    • 学会等名
      日本ゴム協会2011年年次大会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都)
    • 年月日
      2011-05-30
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 表面誘電緩和法(2):複素インピーダンスによる表面状態分析と複素誘電率による状態遷移分析2011

    • 著者名/発表者名
      石井真史
    • 学会等名
      日本レオロジー学会第38年会
    • 発表場所
      京都リサーチパーク(京都府)
    • 年月日
      2011-05-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 希土類添加半導体の電荷伝搬ダイナミクスの光励起誘電緩和法による分析:励起から発光まで2011

    • 著者名/発表者名
      石井真史
    • 学会等名
      Global COE Seminar
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)
    • 年月日
      2011-05-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 希土類添加半導体の電荷伝搬ダイナミクスの光励起誘電緩和法による分析:励起から発光まで2011

    • 著者名/発表者名
      石井真史
    • 学会等名
      Global COE Seminar
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府)(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 希土類添加半導体の電荷伝搬・発光過程の光励起誘電緩和法による分析2011

    • 著者名/発表者名
      石井真史, 原子進, 趙新為, 小室修二, B.Hamilton
    • 学会等名
      第28回希土類討論会
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2011-05-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 光励起誘電緩和法(4):TiO2:Sm2O3中の電荷捕獲によるPL発光増強2011

    • 著者名/発表者名
      石井真史, 原子進, 趙新為, 小室修二, ブルースハミルトン
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      (震災のため講演中止(予稿集))
    • 年月日
      2011-03-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光励起誘緩和法(3):TiO2:Sm2O3の熱活性化に対応する電荷捕獲位の存在2011

    • 著者名/発表者名
      石井真史, 原子進, 趙新為, 小室修二
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      (震災のため講演中止(予稿集))
    • 年月日
      2011-03-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 表面誘電緩和法原理・応用例とこれから2011

    • 著者名/発表者名
      石井真史
    • 学会等名
      材料フォーラムソフトマテリアル分科会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(茨城県)
    • 年月日
      2011-01-14
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 表面誘電緩和法 原理・応用例とこれから2011

    • 著者名/発表者名
      石井真史
    • 学会等名
      材料フォーラムソフトマテリアル分科会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(茨城県)
    • 年月日
      2011-01-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Novel nanoscience in the Soft-X-ray region with SR-SPM technique : Strategy for micro-spectroscopy of active nano-structures2010

    • 著者名/発表者名
      M.Ishii
    • 学会等名
      VERSOX Proposal Workshop
    • 発表場所
      Diamond Light Source(英国)
    • 年月日
      2010-12-08
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 表面誘電緩和法:高分子表面の動力学のための誘電緩和測定法の開発2010

    • 著者名/発表者名
      石井真史
    • 学会等名
      第58回レオロジー討論会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県)
    • 年月日
      2010-10-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光励起誘電緩和法(2):紫外光を使ったステップ応答特性と電荷移動過程との相関2010

    • 著者名/発表者名
      石井真史, 原子進, 趙新為, 小室修二, ブルースハミルトン
    • 学会等名
      第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県)
    • 年月日
      2010-09-14
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 光励起誘電緩和法:手法開発とSm2O3添加TiO2への応用2010

    • 著者名/発表者名
      石井真史,原子進,趙新為,小室修二
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県)
    • 年月日
      2010-03-17
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] 時分割EFMによるSiGeドットからの光誘起正孔移動過程の分析:界面捕獲を考慮したシミュレーション解析2010

    • 著者名/発表者名
      石井真史, Bruce Hamilton, Sarnjeet S.Dhesi
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学(神奈川県)
    • 年月日
      2010-03-17
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 放射光アシストプローブ顕微鏡:静電容量・静電気力を使った化学マッピングと吸収分光2010

    • 著者名/発表者名
      石井真史
    • 学会等名
      物性研短期研究会「顕微分光とナノサイエンスの発展」
    • 発表場所
      東京大学物性研究所(千葉県)
    • 年月日
      2010-02-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 固体最表面の誘電特性の測定2010

    • 著者名/発表者名
      石井真史
    • 学会等名
      光・量子デバイス研究会先端量子ビームとナノ応用
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都)
    • 年月日
      2010-02-15
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Photon pumped electric force microscopy of Ge quantum dots2009

    • 著者名/発表者名
      Masashi Ishii
    • 学会等名
      Photon Probes for Nanoscience
    • 発表場所
      University of Manchester(イギリス)
    • 年月日
      2009-12-08
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] 極微構造の元素イメージングのための二光子照射による内殻励起光イオン化制御2009

    • 著者名/発表者名
      石井真史, B.Towlson, E.Whittaker, S.S.Dhesi, B.Hamilton
    • 学会等名
      Photon Probes for Nanoscience
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府)
    • 年月日
      2009-11-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 静電気力プローブ顕微鏡による電荷移動の動的観測:SiGeドット閉込め正孔の光誘起移動2009

    • 著者名/発表者名
      石井真史, Sarnjeet S.Dhesi, Bruce Hamilton
    • 学会等名
      第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学(富山県)
    • 年月日
      2009-09-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考] 石井真史,「光励起-誘電緩和測定法の開発:光活性種の励起・脱励起過程の選択定量分析」報告書(頒布用冊子)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [産業財産権] 誘電特性の温度依存性測定方法と測定装置2009

    • 発明者名
      石井真史
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 産業財産権番号
      2009-268185
    • 出願年月日
      2009-11-26
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書
  • [産業財産権] 試料表面の誘電特性測定方法と測定装置2009

    • 発明者名
      石井真史
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 産業財産権番号
      2009-232222
    • 出願年月日
      2009-10-06
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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