固体における電子励起誘起原子過程の研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 62065003
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 伊藤 憲昭 名古屋大学, 理学部, 教授 (90022996)
• 研究分担者: 谷村 克己 名古屋大学, 理学部, 助教授 (00135328) ; 中村 新男 名古屋大学, 工学部, 助教授 (50159068) ; 中井 靖男 名古屋大学, 理学部, 助教授 (40022719) ; 松波 紀明 名古屋大学, 工学部, 講師 (70109304)
• キーワード: 過度的ラマン散乱装置 / 二重励起分光装置 / レーザー誘起原子放出 / 電子励起誘起原子過程 / 断熱ポテンシャル曲線 / 高密度励起効果 / 欠陥生成 / 表面欠陥

研究概要

本研究では、次の新しい装置(1.過度的ラマン散乱装置、2.サブピコ秒二重励起分光装置、3.レーザー誘起原子放出測定装置および4.イオンビーム表面解析装置)を試作し、新しい角度から、種々の系における電子励起誘起原子過程を統一的に明かにすることを目的とする。これらの装置の内、4以外は既に稼動始めており、本年度得られた次の成果は、ナノ秒二重励起分光装置及び上記装置を活用したものを含む。
1.三重項励起子の断熱ポテンシャル曲線 励起子から欠陥への転換機構を知る上に基本的に重要である断熱ポテンシャル曲線を、NaClについて、蛍光帯形状の温度依存性およびその解析から決定した。
2.ハロゲン化アルカリ高密度励起効果 高密度電子励起による欠陥生成の微視的機構を明らかにするため、RbIにおいて、レーザー照射により励起子を高密度に生成した場合、自己捕獲励起子に近接して新しく光学的手法により励起子を形成した場合の各々について欠陥生成、一重項への変換の測定を行い比較した。
3.結晶およびアモルファス酸化硅素における自己捕獲励起子による蛍光と欠陥生成 酸化硅素において、電子・正孔再結合によって生成した欠陥を励起すると、自己捕獲の発光が生じることを見つけ、これによって自己捕獲励起子と欠陥とが同一の断熱ポテンシャル曲線上にあることを明確にした。
4.レーザー照射による半導体表面からの原子放出 バンド間隙エネルギー以下の光量子のレーザーパルスを化合物半導体表面に照射することにより、Ga原子及びGa^-イオンが放出されることを見つけた。この実験は、表面を殆ど壊さない低強度のレーザーパルスによる。Ga原子の放出は、表面の完全なサイト、Ga^-イオンの放出は表面欠陥に関係するもので後者の測定により10^<-5>程度の欠陥の検出及び除去が可能である。

研究成果

• [文献書誌] T.Yamamoto,K.Hattori,Y.Nakai,N.Itoh,and Marek Szymonski: "Laser-Induced Sputtering of Ga Atoms from Clean and Laser-Damaged GaP(III)Surfaces" Radiation Effects in Defects in Solids. 109. 213-217 (1989)
• [文献書誌] Y.Ishikawa,Y.Hayasi and N.Itoh: "Optical and ODMR studies of Donor-Double-Acceptor Recombination Processes in n-Type GaP Crystals" J.Appl.Phys.65. 2035-2041 (1989)
• [文献書誌] T.Shimizu,N.Itoh and N.Matsunami: "Laser-induced Re-Emission of Silicon Atoms Implanted into Quartz" J.Appl.Phys.64. 3663-3666 (1989)
• [文献書誌] T.Sugiyama,Y.Ishikawa,K.Tanimura,Y.Hayashi and N.Itoh: "Studies of Electron-hole Recombination Processes at Deep Levels in GaAs and GaP by Means of Transient Optical Absorption Spectroscopy" Materials Science Forum.38ー41. 1265-1270 (1989)
• [文献書誌] K.Tanimura,T.Katoh and N.Itoh: "Lattice Relaxation of Highly Excited Self-Trapped Excitons in CaF_2" Phys.Rev.B. 40. 1282-1287 (1989)
• [文献書誌] S.Suzuki,K.Tanimura,N.Itoh and K.S.Song: "Shape of the π-Luminescence Band in NaCl:Adiabatic Potential Surface at the Lowest State of the Self-Trapped Exciton" J.Physics C. 1. 6993-6999 (1989)
• [文献書誌] C.Itoh,K.Tanimura,N.Itoh and M.Itoh: "Threshold Energy for Photogeneration of Self-Trapped Excitons in SiO_2." Phys.Rev.B. 39. 11183-11186 (1989)
• [文献書誌] N.Itoh: "Defect Formation in Insulators under Dense Electronic Excitation" Radiation Effects and Defects in Solids. 110. 19-26 (1989)
• [文献書誌] N.Itoh and K.Tanimura: "Effects of Photo-excitation of Self-Trapped Excitons in Insulators" Optical Engineering. 28. 1034-1038 (1989)
• [文献書誌] T.Sugiyama,K.Tanimura and N.Itoh: "Recombination-Induced Metastable-to-Stable Transformation of the EL2 Center in GaAs Induced by Electron-Hole Recombination in preparation." Appl.Phys.Let.55. 639-641 (1989)
• [文献書誌] K.Hattori,Y.Nakai and N.Itoh: "Laser Sputtering as a Tool of Investigating Surface Optical Transitions" Surf.Sci.
• [文献書誌] T.Shimizu,T.Fujita and N.Itoh: "Evidence for Solid-Phase Migration of Si Atoms in Laser-Irradiation Si^+-Implanted SiO_2" J.Phys.C. 1. 5521 (1989)