| 研究概要 |
2源(蒸着源:Ge-S,A4)及び3源(Ge-S,Ag,Au)同時真空蒸着により、銀を多量に含有する$$(Ge_0.3S_0.7)_(100-x)$$Agx非晶質薄膜(45$$<!_$$χ$$<!_$±67)を再現性よく作製する方法を確立した。これら光感応性薄膜の光析出現象(PSDと略記)に注目し、(1)高感度・高分解能膜を得るための膜組成、増感効果、光照射条件(強度波長)の検討、(2)PSDのくり返し消去・再生に伴なう膜の劣化と安定化、(3)PSD機構とその可逆的構造変化に直接関係する膜構成元素の化学的結合状態のX線光電子分光による実験を行ない、以下の結果が得られた。
(1):膜厚t=100nm以下の薄膜では基板の影響が現われ、t=100〜200nmの膜では組成55【<!_】χ【<!_】65の膜が適している。銀の多い膜では、低温度で熱処理(100〜150℃)することにより、膜中の銀濃度が巧一化され、PSD感度が増す。金の添加は、光銀の析出・成長のための感光核の形成に有効で、感度分解能ともに著しく増加する。膜のOptical band gap付近の光が(たとえばχ=60では2.04eV)PSDに最も効果的であり、核発生及び銀析出量とも光強度とともに増す。(2):析出銀粒子と膜の結晶化を伴なわずに再び膜中へ拡散させ、20回を越える消去・再生可能なPSD膜にする熱処理条件を示した(たとえばχ=60〜65膜に対して130〜220℃)。又このくり返しによる膜の劣化が、膜構造の崩壌ではなく、表面析出銀の硫化によるAgSの生成に起因することを明らかにした。(3):膜の骨格構造を形成しているGe-S結合の組成(GeSχ:1【<!_】χ【<!_】3.17)及びAg添加による(Ge-S-Ag)結合構造の変化、さらにPSDとその消去に伴なう原子結合状態の変化を、Ge3d,S2p1/2,3/2Ag3d3/2,5/2内殻電子準位スペクトルにより調べた。(A)GeSχにおいて、1.0【<!_】χ2.0膜では、χの増加とともに6(Ge)-6(S)配位結合が減少し4(Ge)-2(S)結合が増し、χ【<!_】2.0膜では結合配位は変らないこと、(B)PSDを示すGe-S-Ag膜〔6(Ge)-6(S)〕では、銀のイオン化による電子の局在分担状態や上記配位結合の可逆的変換とPSD現象が直接関係していることがわかった。
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