極端紫外光によるアモルファス半導体の内殻電子励起効果の研究

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アモルファス半導体は、光に非常に敏感な材料であり、光の照射によって屈折率や体積変化など、実に様々な光誘起現象の生じることが知られている。しかしながら、それら光誘起現象のメカニズムは、複雑で未だ不明な点が多く明らかになっているものはほとんどない。それ故、この材料の光デバイス応用の道は開かれていないのが現状である。従来のこの分野における光誘起現象の研究は、材料のバンドギャップ、あるいはサブバンドギャップのエネルギーを持つごく限られた光を用いた研究が中心で、より広範なエネルギー領域における研究はほとんど注目されてこなかった。本研究では、広範なエネルギー領域にわたり光誘起現象の性質を捉えることは重要であると考え、シンクロトロン放射より得られる極端紫外光を用い、内殻電子励起にともなう光誘起現象に関する研究に着手し、光誘起現象のメカニズム解明の糸口をつかむことを目的に研究した。評価には、アモルファス半導体の中でも、最も光に敏感に変化するカルコゲナイド系アモルファス半導体を対象とし、極端紫外光照射に対する、光収量並びに光電流変化をその場観察した。得られた大きな成果として、極端紫外光照射により内殻電子を励起することで生じる光収量並びに光電流の変化過程が、従来調べられている可視バントギャップ相当の光を照射した際に見られる光劣化現象とは、全く異なることを新たに見つけたことである。さらには、光収量と光電流の両変化過程間にも相違が見られており、光誘起現象のメカニズム解明の鍵として大いに注目している。今後、本研究の成果をふまえ、より広範なエネルギー領域における光誘起現象の性質研究とともに、それら変化過程の相違について詳細な研究を進めていきたいと考えている。