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

2011 年度 研究成果報告書

• 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
• キーワード: 薄膜・表面界面物性(A)薄膜

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。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of oxidization and deoxidization on charge-propagation dynamics in rare-earth-doped titanium dioxide with room-temperature luminescence (2012)
  • 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 ページ: 053514-1-053514-8
  • 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 materials (2011)
  • 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 ページ: 101909-1-101909-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of charge transfer process for optical emission of rare-earth dopant using electric probing technique
  • 著者名/発表者名: M. Ishii, S. Harako, X. Zhao, S. Komuro, and B. Hamilton
  • 雑誌名: Journal of Luminescence
  • DOI: doi:10.1016/j.jlumin.2011.12.041
  • 査読あり
• [学会発表] Thermal quenching mechanism of Sm doped TiO_2 revealed from charge propagation analyses with electric measurement techniques (2012)
  • 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
• [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
• [学会発表] Charge propagation dynamics in rare-earth doped semiconductors : Photo-excitation, trapping and recombination for dopant luminescence (2011)
  • 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
• [学会発表] Observation of charge transfer process for optical emission of rare-earth dopant by using electric probing technique (2011)
  • 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
• [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
• [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
• [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
• [学会発表] Photon pumped electric force microscopy of Ge quantum dots (2009)
  • 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
• [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)
• [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: 特許、特願2009-268185
  • 出願年月日: 2009-11-26
• [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: 特許、特願2009-232222
  • 出願年月日: 2009-10-06