層伏結晶中に発現したデイスク伏メゾスコピック系の密度制御とその電子物性

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1.Bi13単結晶に歪印加で発現させたデイスク伏メゾンコピック系に対して、(a)その共鳴発光スペクトルを特定のエネルギーを選択して、その励起スペクトルを観測し、その応答の違いを詳細に調べた。励起子のデイスク閉じ込めモデルに基づきシュミレーション計算を行い、それとの対比より、特定のデイスク半径のものを選択してこの系に特徴的な多くの量子準位からの緩和過程の存在を調べることが出来た。(b)ピコ秒パルス励起による発光の減衰時間を調べた。発光スペクトルのエネルギー、時間に関する二次元マップの解析より、この系の量子準位間、及び、カチオニック励起子準位相互の間に緩和過程の存在することを考慮することにより、その特性の定性的理解が得られた。2.非静水圧効果が大きい圧力媒体を選択することによりSbI3単結晶におけるデイスク伏メゾスコピック系の発現の可否を調べた。一定の圧力以上で新たに吸収線群が発現し、共鳴発光の存在も確かめられた。モデル計算との対比から、SbI3系ではBiI3系と比較して吸収線の均一幅が大きいこと、デイスク半径の分布が小さい方にずれていることが分かった。この系は強結合励起子-格子相互作用系における励起子であるためおおきな格子緩和の格率が大きな均一幅の原因と考えた。3.CdI2をマトリックスとしたBiI3の微粒子を分散させた系、およびCdI2結晶でBiI3超薄膜をはさんで多層構造にした試料を今回新たに作成した。電子顕微鏡の直接観察から直径40Aを分布中心とした薇結晶が生じていることが確かめられた。光スペクトルの解析からこれらの系の遷移エネルギーはサイズに依存して変化し、量子サイズ効果により理解さらることが示された。発光スペクトルからはサイヅに依存したストークスシフトの違いが観測され、励起子の重心運動の局在効果により励起子-格子相互作用が強く影響されることせ示唆する結果を得た。