1994 Fiscal Year Annual Research Report
光熱変換分光法による非晶質半導体薄膜の輻射量子効率の評価法の開発と発光準位の解析
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06650013
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
野々村 修一 岐阜大学, 工学部, 助教授 (80164721)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 貴司 岐阜大学, 工学部, 助手 (00223157)
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| Keywords | 輻射量子効率 / 光熱偏向分光法(PDS法) / 水素化アモルファスシリコン / 光音響分光法 / 非輻射再結合 / 発光準位 / 液体窒素温度PDS法 / 光劣化 |
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| Research Abstract |
2)研究目的
本研究はPDS法と光音響分光法(PAS法)を利用して薄膜材料の輻射量子効率を評価できる手法を開発し、確立する。さらにその応用としてアモルファスシリコン系薄膜の輻射量子効率スペクトルを測定し、発光準位と再結合過程に関する知見を得る事を目的とする。現在までに得られた結果を以下にまとめる。
(a)シランガスよりプラズマCVD法を用いて水素化アモルファスシリコン(a-Si:H)薄膜を作成し種々の基板温度で作成することにより水素量と欠陥密度の異なるa-Si:H薄膜を得た。その試料の水素量と欠陥密度を赤外吸収分光法と電子スピン共鳴分光法を用いて調べた。
(c)光熱偏向分光法(PDS)を用いて液体窒素温度および室温での水素化アモルファスシリコン薄膜の輻射量子効率を求めた。輻射量子効率は光劣化前のPDS信号を光劣化後の信号と比較する事により得られ、77Kでの測定温度では励起波長514.5、632.8、670.0nmで発光量子効率がそれぞれ25、34、6.8%であった。ギャップ内励起波長では効率が低下している事が分かった。また514.5nmでの発光量子効率の低下は界面準位での非輻射再結合に起因していると考えられる。室温での輻射量子効率はいずれの波長でも2%以下と小さく、Mandelis等の結果とは大きく異なる事が分かった。
2)PAS法を改良したRQEPAS法の測定系を完成させた。セル構造は石英窓/真空/薄膜試料/石英基板/カーボンブラック/気体/マイクロホンである。この構造を採用する事によりPPES法の欠点であるパイロ素子の電極からの光の反射と、熱としてではなく電極を透過する光によるパイロ素子での起電圧による測定エラーを小さくする事ができた。
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