| 研究課題/領域番号 |
01460075
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
応用物性
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
丸野 重雄 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (60024204)
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| 研究分担者 |
川口 健 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (80144195)
土井 彰 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (30024326)
増井 寛二 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (10024358)
佐治 学 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (50024211)
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| 研究期間 (年度) |
1989 – 1990
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| キーワード | 光析出現象 / 光ド-ピング現象 / 超イオン伝導 / 電子線析出現象 / カルコゲナイドガラス / 非晶質薄膜 |
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| 研究概要 |
多量の銀を含むGeーSーAg系非晶質半導体薄膜「(Ge_<0.3>S_<0.7>)_<100ーX>Ag_x:55≦x≦67」を2源真空同時蒸着法で作製し、光析出(PSD)現象の画像分解能の優れた消去・再生の可能な光メモリ-素子を開発した。薄膜の構造およびPSD現象の機構に関する基礎的知見を得、また実用化素子としての種々の特性および問題点について調べた。(1)PSD現象の感度は65≦x≦67で著しく、金を微量(1ー2wt%)添加すると析出銀量、感度とも著しく増加する。(2)銀含有量の多い薄膜ほど熱的安定性は悪くなり、加熱による析出銀の消去法では、Argyrodite(Ag_8GeS_6)の生成と光酸化等の原因で、消去・再生を数回繰り返すと膜の劣化が目立つようになる。(3)PSD膜(PSD現象を顕著に示す膜)は、電子線照射によりAg^+イオンの移動による著しい構造変化を示す。電子線による析出現象でも光同様の画象分解能に優れたものが得られた。(4)銀含有量の多い薄膜ほどAg^+イオン伝導が顕著になり、PSD膜は超イオン伝導体(10^<ー3>S/cm以上、20ﾟC)であることがわかった。またITO電極との組み合わせにより変換率10^<ー2>%、開放起電力0.5Vの光起電力素子が作製された。(5)薄膜の交流伝導の測定から、低周波領域でみられる大きな比誘電率(10^6)は、電極と薄膜の界面に生じるAg^+イオンの欠乏層によるものであることを明らかにし、この結果を利用して光ド-ブ層の成長を電気的にとらえることに成功した。(6)ESCA、FTーIRおよびX線回折による構造的研究から、x=40以上の膜でAg_<poor>相(ArgyroditeのGe(4)ーS(2)骨格構造)とAg_<rich>相(GeSのGe(6)ーS(6)骨格構造)に分相し、Ag_<rich>相から銀が析出することがわかった。同様の結果はSをSeに置き換えた薄膜でも見られ、その場合分相構造はx=30以上でみられx=40でPSD現象が観察された。(7)薄膜の光起電力は光照射面が負極性である。その電界により薄膜中のAg^+イオンは照射面に集まるものと考えられる。このことは交流伝導の測定からも確かめられた。薄膜表面のAg^+イオンは電子と結合して金属銀になり(Ag^++e→metallic Ag)、光銀の形成をへて銀粒子に成長するものと考えられる。(8)光析出現象は、過飽和状態の銀イオンが光の刺激によって、エネルギ-的に安定な状態になるために薄膜表面に金属銀として析出する反応とみなし得る。
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