磁気ポーラロンと量子サイズ効果を用いた半磁性半導体薄膜における光電変換の磁場制御

利用磁极化子和量子尺寸效应对半磁性半导体薄膜中的光电转换进行磁场控制

• 批准号: 12750737
• 负责人: 米村 弘明
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Kyushu 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750737/
• 关键词: 半導体ナノ粒子; 希釈磁性半導体; 磁気ポーラロン; 量子サイズ効果; 磁場効果; 光電流; 発光; エキシトン; 半導体超微粒子; 磁性イオン

Cd_<1-X>MnxS、Zn_<1-X>MnxSなどの粒径を数十Åまで小さくした希釈磁性(半磁性)半導体ナノ粒子を自己組織化膜(SAM)によってナノ粒子を組織化した薄膜について、光電変換機能や発光特性の磁場効果の測定を行った。これにより、磁気ポーラロン効果と量子サイズ効果を活用した優れた磁気特性を持つ光機能素子を開発する事を目的とした。平成12年度はCd_<1-X>MnxSナノ粒子について研究を行った。AOT逆ミセル法でナノ粒子を作成した。このナノ粒子を金電極にSAMを利用して固定化し、修飾電極を作成した。トリェタノールアミンを添加し、光照射するとアノード方向に光電流が観測された。修飾電極のアクションペペクトルとCd_<1-X>MnxSナノ粒子の吸収スペクトルが一致した。従って、光電流はCd_<1-X>MnxSナノ粒子の光励起により起こっている事がわかった。Cd_<1-X>MnxS(X=0.2)ナノ粒子修飾電極では磁場(0.7T)の印加すると光電流の減少(8.0%)が観測された。この磁場効果はCdSナノ粒子の場合(3.0%)より大きくなった。ここで、ナノ粒子ではないCd_<1-X>Mn_xS電極では磁場効果は観測されなかった。従って、磁気ポーラロン効果によってCd_<1-X>MnxSナノ粒子修飾電極における磁場効果が増大したと考えられる。平成13年度はZN_<1-X>MnxSナノ粒子について研究を行った。上記と同様にAOT逆ミセル法でナノ粒子を作成した。このナノ粒子を金電極にSAMを利用して固定化し薄膜を作成した。薄膜のZnS部分を紫外光励起すると、590nm付近にZnSマトリックスに散在するMn^<2+>に帰属される発光が観測された。これより、ZnSからMn^<2+>ヘエネルギー移動が明らかになった。また、Mn^<2+>発光強度はAOT逆ミセル法におけるW値やX値によって変化した。今後、Mn^<2+>発光に対する磁場効果についても行った。

Cd_ < 1 - X > MnxS, Zn_ < 1 - X > MnxS な ど の size を scores A ま で small さ く し た bush 釈 magnetic (half) magnetic semiconductor ナ ノ particle を yourself organized membrane (SAM) に よ っ て ナ ノ particle を organized し た film に つ い て, photoelectric variations can replace や 発 light features sharper fruit の の magnetic field measurement line を っ た. こ れ に よ り, magnetic 気 ポ ー ラ ロ ン unseen fruit と quantum サ イ ズ unseen fruit を use し た optimal れ magnetic 気 た を hold つ function of optical element child を open 発 す る matter を purpose と し た. In the Heisei 12 fiscal year, the research on the ナノ particle of the ナノ Cd_<1-X>MnxSナノ was conducted in を and った. The AOT inverse を セ た method でナノ particle を is made into た た. <s:1> ナノ particle を gold electrode にSAMを is made by implanting <s:1> with て and modifying electrode を to form た た. Youdaoplaceholder0, トリェタノ, ア, ア, ア, を. Add <s:1>, irradiate the light in the direction of するとアノ, ド, and measure the に photocurrent が観 and された. Modified electrodes の ア ク シ ョ ン ペ ペ ク ト ル と Cd_ < 1 - X > MnxS ナ の ノ particles suction 収 ス ペ ク ト ル が consistent し た. Youdaoplaceholder0, photocurrent 従って Cd_<1-X>MnxSナノ particle <s:1> photoexcited によ and <s:1> って る る event がわ がわ った. Cd_ < 1 - X > MnxS (X = 0.2) ナ ノ particles modified electrodes で は magnetic field (0.7 T) の Inca す る と photocurrent の decrease (8.0%) が 観 measuring さ れ た. The magnetic field effect of the <s:1> <s:1> magnetic field effect くなった CdSナノ particle <s:1> situation (3.0%)よ よ くなった is larger than くなった くなった. The magnetic field effect of the <s:1> で and ナノ particles で な な されな Cd_<1-X>Mn_xS electrode で <s:1> results are measured by 観 観 されな った った. 従 っ て, magnetic 気 ポ ー ラ ロ ン unseen fruit に よ っ て Cd_ < 1 - X > MnxS ナ ノ particles modified electrodes に お け る magnetic field working fruit が raised large し た と exam え ら れ る. In the 13th year of the Heisei era, the research on ナノ ZN_<1-X>MnxSナノ particles に ナノ て て て て て was conducted った. The と is the same as にAOT, and the でナノ particle を is made by the reverse of the <s:1> セ でナノ method of た to た. <s:1> ナノ particle を gold electrode にSAMを is made by using <s:1> て immobilized thin-film を to form <s:1> た. Film の ZnS partly を ultraviolet excitation in administered す る と, pay nearly 590 nm に ZnS マ administered ト リ ッ ク ス に scattered す る Mn ^ 2 + > < に 帰 genus さ れ る 発 light が 観 measuring さ れ た. Youdaoplaceholder2 れよ, ZnS ら らMn^<2+>ヘエネ ギ ギ ヘエネ move が Ming ら ギ になった. Youdaoplaceholder0, Mn^<2+> luminance intensity た AOT inverse また セ method におけるW value やX value によって change た た. In the future, the effect of the luminous に of Mn^<2+> on the する magnetic field is に, て, て and った.

项目成果

H.Yonemura et al.: "Reduction of Photocurrents from Modified Electrodes with Cd_<1-X>MnxS Nanoparticles in the presence of Magnetic Fields"Studies in Surface Science and Catalysis. 132. 741-744 (2001)

H.Yonemura等人：“在磁场存在下用Cd_1-X>MnxS纳米颗粒减少修饰电极的光电流”表面科学和催化研究。

H.Yonemura et al.: "Magnetic Field Effects on the Decay Rate of Triplet Biradical Photogenerated from Intramolecular Electron Transfer in Fullerene-Phenothiazine Linked Compounds"RIKEN Review. 44. 66-68 (2002)

H.Yonemura 等人：“磁场对富勒烯-吩噻嗪连接化合物中分子内电子转移产生的三重态双自由基光衰率的影响”RIKEN 评论。

米村弘明: "メゾスコピック構造における光誘起電子移動反応の磁場制御"化学と工業. Vo.54,No.2. 136-139 (2001)

Hiroaki Yonemura：“介观结构中光致电子转移反应的磁场控制”，化学与工业，第 54 卷，第 136-139 期（2001 年）。

Hiroaki Yonemura et al.: "Reduction of Photocurrents from Modified Electrodes with Cd_<1-X>Mn_XS Nanoparticles in the presence of Magnetic Fields"Studies in Surface Science and Catalysis. (in press). (2001)

Hiroaki Yonemura 等人：“在磁场存在下用 Cd_1-X>Mn_XS 纳米颗粒减少修饰电极的光电流”表面科学和催化研究。

米村 弘明: "メゾスコピック構造における光誘起電子移動反応の磁場制御"化学と工業. 54. 136-139 (2001)

Hiroaki Yonemura：“介观结构中光致电子转移反应的磁场控制”化学与工业，54. 136-139 (2001)。