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アルカリ土類硫化物半導体の薄膜成長と格子欠陥の制御の研究

研究課題

研究課題/領域番号 63604571
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関鳥取大学

研究代表者

小林 洋志  鳥取大学, 工学部, 教授 (40029450)

研究分担者 吉山 秀樹  鳥取大学, 工学部, 助手 (90191650)
田中 省作  鳥取大学, 工学部, 助教授 (90032284)
研究期間 (年度) 1988
研究課題ステータス 完了 (1988年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1988年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードアルカリ土類硫化物 / 希土類イオン / 薄膜エレクトロルミネッセンス / 薄膜成長 / 格子欠陥 / 励起機構
研究概要

アルカリ土類硫化物半導体(CaS、SrS)は、有望なカラー薄膜エレクトロルミネッセンス(EL)材料である。しかし、CaS、SrSはイオン性が強く、このため、良質の薄膜を作製することが難しい。本研究では、まず、CaS、SrSの成膜方法の最適化を行い、次に、薄膜成長機構を検討した。さらに、CaS:Eu、SrS:Ce薄膜EL素子を作製し、EL励起機構について検討を行った。得られた結果を以下に記す。
1.電子線蒸着法により、基板温度を制御して、CaS、SrS薄膜を作製した。そして、基板温度が薄膜の化学結合状態に与える効果をXPS法により調べた。その結果、基板温度を上げると、Ca(Sr)と結合していないSが現象して、結晶性が向上することがわかった。
2.CaS、SrS薄膜の成長面は、蒸着時の基板温度を高くすると、(200)→(220)→(111)と変化する。我々は、核成長のモデルを用いて薄膜成長機構を検討し、次の結果を得た。(1)核成長の初期段階においては、表面エネルギーの小さい面が成長しやすい。(2)基板温度が高くなると、吸着原子の脱離が起こり易く、表面エネルギーの小さい面ほど不安定になりやすい。(3)吸着原子は結合の弱い不安定な状態である。
3.CaS:Eu、SrS:Ce薄膜EL素子の(EL特性を検討し、次法)EL励起モデルを提案した。(1)ホットエレクトロンによる発光中心(Eu、Ce)の衝突イオン化が生じる。(2)イオン化した発光中心は伝導電子を捕獲し、5d励起状態になる。(3)発光中心は5d→4f許容遷移により発光する。
この励起モデルでは、バンド電子と発光中心の相互作用が重要である。混成相互作用を考慮して、モデルハミルトニアンを作り、CaS、SrS薄膜EL素子の種々の特性を矛盾なく説明できることを示した。さらに、発光中心のイオン化を検証するために、光誘起移動電荷量の測定を行った。その結果、発光中心が電界により容易にイオン化することを確認した。

報告書

(1件)
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] Hideki,Yoshiyama: Journal of Crystal Growth. 86. 56-60 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Shosaku,Tanaka: Journal of Luminescence. 40&41. 20-23 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Shosaku,Tanaka: Applied Physics Letters. 52. 2102-2104 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 孫相豪: 電子情報通信学会技術研究報告. 87. 67-74 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 小林洋志: 光学. 17. 158-163 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Shosaku,Tanaka: Proceedings of Society for Information Display.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Shosaku,Tanaka: Proceedings of the 6th Int.Display Research Conf.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Shosaku,Tanaka: Proceedings of the 4th Int.Workshop on EL.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Hideki,Yoshiyama: Proceedings of the 4th Int.Workshop on EL.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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