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電気化学的原子層エピタキシーによる半導体超格子構造の作製と光電気化学特性

通过电化学原子层外延和光电化学特性制备半导体超晶格结构

基本信息

批准号：
12750733
负责人：
鳥本司
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

高効率な光-電気エネルギー変換素子の構築を目的とし、半導体薄膜の作製に関する研究が種々の手法を用いて活発に行われている。中でもアンダーポテンシャル析出(UPD)を利用した電気化学的原子層エピタキシー(ECALE)法は、得られた半導体薄膜の膜厚や表面形態を原子レベルで制御できることから特に注目されている。本研究では、エネルギーギャップおよび電子・正孔の有効質量が他の半導体と比較して非常に小さいことから、より大きな量子サイズ効果が期待される硫化鉛(PbS)薄膜をECALE法により作製し、その光電気化学特性について検討した。(111)面を有する金電極に定電位を印加することにより、硫黄および鉛のUPDを交互に行い、PbS薄膜を電極上に積層した。硫黄および鉛原子層のUPDの際に流れた電気量から、これら元素の析出量を計算したところ、PbSの積層数が2層目以降で、析出する元素の種類に関わらず、約1.1nmol cm^<-2>となり、PbS薄膜が電極上にエピタキシャル成長していることが示唆された。このことは、PbS薄膜断面のTEM像から確認され、PbSが金電極表面でPbS[001]方向にエピタキシャル成長していることが分かった。正孔捕捉剤の存在下、PbS薄膜に光照射を行ったところ、いずれの膜厚においてもアノード光電流が観測され、n型半導体類似の光応答を示した。光電流のアクションスペクトルを測定し、その立ち上がり波長から求めたPbS薄膜のエネルギーギャップ(Eg)は、積層数が25層のPbS薄膜において約1.5eVとなり、バルクPbSの値(0.41eV)よりも非常に大きな値を示した。以上のことより、厳密に膜厚が制御されたPbS超薄膜の作製は、ECALE法により可能であること、さらに得られた薄膜は量子サイズ効果によってバルクとは大きく異なった光電気化学特性を示すことが分かった。

High-rate photoluminescence-electron microscopy is used in the study of high-rate light-emitting diaphragms and semi-bulk thin films in the study of high-rate optical emission. In this paper, we use the atomic emission spectroscopy (ECALE) method of electrical chemistry to obtain the thickness and surface morphology of semi-bulk thin films. In this paper, we use the atomic emission spectroscopy (UPD) method of electrical chemistry to obtain the surface morphology of semi-bulk thin films. In this study, it is expected that PbS thin films and ECALE thin films can be used in the positive hole of the electrons. in this study, the positive hole of the electrodes is very small, and the chemical properties of the films are characterized by chemical properties. (111) there are metal electrodes for the determination of metal potentials, India and Canada, sulfur for UPD interaction, and PbS thin film electrodes for active devices. Sulfur is used to determine the amount of sulfur in UPD, the amount of elements released is calculated, the number of active elements in PbS is calculated to reduce the temperature, the amount of trace elements is precipitated, 1.1nmol cm ^ & lt;-2> is used, and the growth cycle of PbS thin film photoelectrics shows that the growth rate is high. The cross-section of the PbS thin film and the TEM image confirm that the surface of the PbS metal cathode grows rapidly in the direction of PbS [001]. In the presence of the positive hole capture device, the PbS film is illuminated by light, the thickness of the film is different, the light flow is sensitive, and the n-type semiconductors are similar to light. The optical current is used to determine the temperature of the PbS thin film, the optical current is used to determine the wavelength of the PbS thin film, the optical current is used to measure the optical current, the optical wave length, the optical wave length, the optical current, the The thickness of the film, the chemical properties of the PBS ultrathin film.