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酸化膜に希土類元素を導入したシリコン系MOS構造によるEL発光素子の開発を目指して、今年度は、引き続き希土類元素としてTb、Gd、Pr、CeおよびEuを、添加元素としてTaを導入した酸化膜を持つMOS型発光素子について検討した。
[Ta]、[Pr]、[Ce]、[Gd]、[Gd+Ta]、[Pr+Ta]、[Pr+Ce]、[Tb+Eu]を含む有機コート材をSi基板にスピンコートした後、熱処理によって発光層を形成し、ITO電極をゲートとするMOS型発光素子を作製し、分光特性を測定した。[Tb+Eu]の試料については、混合比を（10：0.01）まで変化させた。
[Ta]、[Pr]、[Ce] の試料は発光せず、[Gd]では白色の発光を確認した。[Gd+Ta]の試料については、混合比が（8：2）ではピンク、（6：4）～（2：8）では青白いELを示し、Taの含有率による変化を確認した。[Pr+Ta]、[Pr+Ce]の試料からも白色系のELを確認した。[Gd]の試料の発光スペクトルの300 nm付近の鋭い大きなピークは、Taの混合比の増加によって減少し、逆にTaの酸化物に起因する460 nmのピークが増加することを見いだした。これは、高電界によって励起されたGd3+イオンからTaの酸化物の準位を経るエネルギー遷移による発光となるためと考えられる。 [Pr+Ce]の試料では、350と480 nm付近にピークを持つスペクトルを確認した。
[Tb+Eu]のELスペクトルについては、Euに起因するピークが優勢であるが、Eu比率を減少させると、Tbに起因するピークが大きくなることを示した。断面TEMとXPSにより、酸化膜の表面には(Gd + Ta)/(Pr + Ce)－Si－O層があり、Si基板との境界までの下層には、Siリッチな希土類を含む酸化膜層が形成されていることを示した。
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