IIーVI及びVーVI族半導体マイクロクラスタ-の光励起効果

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03246207
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 大成 誠之助 筑波大学, 物理工学系, 教授 (70015824)
• 研究分担者: 森 龍男 茨城工業高等専門学校, 電気工学科, 助教授 (30210123) ; 大嶋 建一 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (70109271) ; 中塚 宏樹 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (10111915)
• キーワード: CdSマイクロクリスタル / CdSeマイクロクリスタル / C60 / ラマン散乱 / 遠赤外スペクトル / 量子コンファインメント効果 / ルミネッセンス / ラムの理論

研究概要

IIーVI族半導体CdSeをド-プしたGeO_2ガラスにおいて、CdSe微粒子のラマン散乱を測定した。このラマン散乱でバンド幅の拡がり及びピ-クの低波数へのシフトが粒子サイズの減少とともに見られた。ピ-クのシフトとバンド幅の拡がりは音子のコンファインメント(閉じ込め)効果のモデルで説明できる。これから、粒径依存性はqベクトルの選択則から生じることが示される。温度変化測定から、バンド幅は温度に依存するゾ-ン中心音子および温度に依存しない付加的な音子分散の効果に依るものから成っていることがわかった。マイクロクリスタルのサイズ依存する真性幅はゾ-ン中心音子の減衰比を示し、それは音子閉じ込め(コンファインメント)効果と一致する。
一方、ゲルマニウムガラス中に閉じ込められたCdSeのホトルミネッセンスの温度依存性を調べた。表面欠陥状態からの放出光は、温度の変化により一様な変化を示すのではなく、その変曲点がマイクロクリスタルサイズを大きくすると高温に移る。これらは、励起電子の再配置に関連すると思われる。また、CdS超微粒子をゲルマニウムガラス中に成長させたものの低波数域のラマン散乱を測定すると顕著な偏光特性を示すバンドが見られることを観測した。これは、球形の超微粒子のスヘロイダルモ-ドとト-ショナルモ-ドが起源として考えられるが、この顕著な偏光依存性と理論的考察の対比より、HH偏光のモ-ドはn=1とn=2の1=0スヘロイダルモ-ドが起源であり、HV偏光のスペクトルは1=2、n=1と解釈される。
また、最近注目をあびているC60の遠赤外スペクトルを測定し、音子密度が400cm^<ー1>より低波数には見られないことを見出した。

研究成果

• [文献書誌] K.Miyamoto,M.Yoshida,H.Toyotama.S.Onari and T.Arai: "ZnO Thin Films Prepared by Ion‐Assisted Deposition Method" Jpn.J.Appl.Phys.30. 1830-1835 (1991)
• [文献書誌] S.Onari,H.Fukunaga,M.Kado,T.Saito,T.Arai and T.Mori: "Lattice Dynamics and the Far Infrared Spectra of Pr_xEr_<1‐x>Ba_2Cu_3O_<7‐y> and Pr_xGd_<1‐x>Ba_2Cu_3O_<7‐y>" Physica C. 185ー189. 1365-1366 (1991)
• [文献書誌] H.Yamamoto,T.Mori,S.Onari and T.Arai: "Infrared Spectra and Raman Scattering of Y(Ba_<1‐x>Sr_x)_2Cu_3O_<6.2>" Physica C. 181. 133-137 (1991)
• [文献書誌] S.Onari,K.Tada and T.Arai: "Far Infrared Spectrum of C_<60>" J.Phys.Soc.Jpn.60. 4392-4392 (1991)
• [文献書誌] A.Tanaka,S.Onari and T.Arai: "Raman scattering from CdSe microcrystals embedded in a germanate glass matrix" Phys.Rev.