PN制御シリコン系ナノ結晶集積構造におけるキャリア輸送とエレクトロルミネッセンス

PN控制硅纳米晶集成结构中的载流子输运和电致发光

• 批准号: 17656109
• 负责人: 宮崎 誠一
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17656109/
• 关键词: 量子ドット; 発光デバイス; ナノ結晶; エレクトロルミネッセンス

LPCVDによるSi粒子ドットを形成時に、1%B_2H_6をパルス添加することによって不純物添加したSi量子ドット/SiO_2多重集積構造を作製し、ドット内にデルタドーピングしたP及びBが発光に及ぼす影響を調べるために、極薄AuゲートLEDを作製し、エレクトロルミネッセンス(EL)及び電流-電圧特性を測定し、発光メカニズムおよびドーピングの影響を評価した。p-Si(100)基板上にSi量子ドットSiO_2を6重積層した構造のLEDの電流-電圧特性では、明瞭な整流特性が確認でき、順方向バイアス(ゲート負電圧)印可により可視から近赤外領域での発光が観測された。発光強度は印可電圧の増加に伴って、順方向電流の増大を反映して、指数関数的に増大する。これはAuゲート電極に負バイアスを印可することで、Auゲート側から電子が、p-Si基板側から正孔がドット内に注入され、ドット内での電子正孔再結合により発光で解釈できる。真性Si量子ドットに比べ、Pどー部Si量子ドットでは、ルミネッサンス強度が大幅に増大し、〜950nmでの発光強度は約4.5倍に増大し、発光のしきい値電圧は、約4Vに低下した。この発光閾値の低下は、Si量子ドット間をトンネルして基板側のボトム熱酸膜界面に移動し易いため、ボトム熱酸膜における実行電界が増大する結果、p-Si(100)基板からの正孔注入が促進した結果を考えられる。Bを添加した場合においても、n-Si(100)基板を使うことで、閾値電圧の低下に伴う発光効率の向上することを明らかにした。これらの結果に基づいて、n-Si(100)基板上にP添加Si量子ドット3層とB添加Si量子ドット3層を順次積層したAuゲートLEDを作成し顕著なデバイス特性向上を明らかにした。具体的には、(1)発光域値電圧+1V、(2)電流密度1A/cm2における発光強度は、BまたはP添加単独の場合に比べて、560倍および295倍が得られた。

When Si particles are formed in LPCVD, impurities are added to Si quantum particles/SiO2 multiple-aggregate structures, and the effects of light emission and emission are modulated. Ultra-thin Au quantum LED are manufactured, and the current-voltage characteristics are measured. The impact of light emission on the environment is evaluated. The current-voltage characteristics of LED with Si quantum SiO_2 - 6 multilayer structure on p-Si(100) substrate can be confirmed by direct rectification characteristics, and can be detected by direct negative voltage printing. Light intensity is reflected by the increase of the printing voltage, the increase of the forward current and the increase of the exponential coefficient. The Au electrode is negative, the Au electrode is negative, the Au electrode is positive, the p-Si substrate is positive, the Au electrode is positive, the p-Si substrate is positive, the Au electrode is negative, the p-Si substrate is positive, the p-Si substrate, the p-Si substrate is positive, the p-Si substrate, the p-Si substrate is positive, The true Si quantum density is about 4.5 times higher than that of P quantum density, and the emission intensity is about 4.5 times higher than that of P quantum density. The results of the decrease in the emission threshold, the increase in the conductivity at the interface of the Si quantum film and the increase In the case of B addition, the n-Si(100) substrate has a low threshold voltage and an upward emission rate. As a result, the P-doped Si quantum layer 3 and the B-doped Si quantum layer 3 on the n-Si(100) substrate are sequentially laminated to form the Au quantum LED with the characteristics of the LED rising. Specifically,(1) the luminous field value voltage +1V,(2) the current density of 1A/cm2, the luminous intensity, B, P, P

项目成果

Fabrication of Multiply-Stacked Structures Consisting of Si-QDs with Ultrathin SiO_2 and Its Application of Light Emitting Diodes

超薄SiO_2 Si-QD多层堆叠结构的制备及其在发光二极管中的应用

• 发表时间: 2005
• 期刊: Abst. of First Int.Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
• 作者: K;Makihara;K.Makihara;K.Makihara;K.Makihara;J.Nishitani;K.Makihara;K.Makihara;J.Xu;K.Makihara;K.Makihara
• 通讯作者: K.Makihara

Characterization of Electronic Charge States of P-doped Si Quantum Dots Using AFM/Kelvin Probe

使用 AFM/开尔文探针表征 P 掺杂硅量子点的电子电荷态

• 发表时间: 2006
• 期刊: Thin Solid Films 508・1-2
• 作者: K;Makihara;K.Makihara;K.Makihara;K.Makihara;J.Nishitani;K.Makihara
• 通讯作者: K.Makihara

Charging and Discharging Characteristics of P-doped Si Quantum Dots Floating Gate

P掺杂硅量子点浮栅充放电特性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Abst. of The 2006 International Meeting for Future of Electron Devices
• 作者: K;Makihara;K.Makihara;K.Makihara
• 通讯作者: K.Makihara

Characterization of Electronic Charged States of Impurity Doped Si Quantum Dots Using AFM/Kelvin Probe Technique

使用 AFM/开尔文探针技术表征掺杂硅量子点的电子带电状态

• 发表时间: 2010
• 期刊: Jpn.J.Appl.Phys.
• 作者: S.y-.Lee;H.Ito;S.Amakawa;S.Tanoi;N.Ishihara;K.Masu;榎波康文;K.Makihara
• 通讯作者: K.Makihara

The Application of Maltiple-Stacked Si Quantum Dots to Light Emitting Diodes

三层堆叠硅量子点在发光二极管中的应用

• 发表时间: 2005
• 期刊: Abst. of 2005 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices
• 作者: K;Makihara;K.Makihara;K.Makihara;K.Makihara;J.Nishitani;K.Makihara;K.Makihara
• 通讯作者: K.Makihara