光照射によるポーラスシリコン/電解液界面の構造制御と光機能性

光照射下多孔硅/电解质界面的结构控制和光学功能

• 批准号: 09237213
• 负责人: 金光 義彦
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09237213/
• 关键词: ポーラスシリコン; 可視発光; 量子サイズ効果; 表面効果

シリコンウエハ-をフッ酸中で電気化学エッチングするには、正孔がシリコン基板からポーラス層へと注入される必要があるため、p型シリコンウエハ-を用いてポーラスシリコンを作製した。作成直後のポーラスシリコン試料と作成後2週間さらに約1年間空気中に放置した試料のFTIRスペクトルを測定した。作成直後の試料表面は、完全に水素で覆われている。一方、長い間放置した試料表面は徐々に酸化され、約1年間後には完全に酸化されており、表面構造の制御された試料が得られた。高いエネルギーを持つフォトンで励起した場合、試料中に存在する発光中心(主にシリコンナノクリスタル)をすべて励起するために非常にブロードなスペクトルとなる。この場合両者の試料におけるスペクトルに顕著な差はない。一方、共鳴励起発光スペクトル(発光スペクトル内を共鳴的にレーザーで励起)では、発光するナノクリスタルのサイズを選択的に励起できるため発光に微細構造が現われる。水素終端ポーラスシリコンでは、結晶シリコンのTOフォノンに対応した微細構造が現われた。しかし、酸化したポーラスシリコンの構造は複雑で、簡単には説明することができなかった。さらに非常に薄いポーラスシリコン試料は、基板の結晶方向を反映した発光偏光特性を示した。作成直後のポーラスシリコンは水素終端されており、偏光発光特性は<100>軸方向と<110>軸方向では大きく異なった。一方、表面酸化ポーラスシリコンの偏光発光特性の面内異方性は、観測されなかった。表面構造の違いにより発光メカニズムが異なっていることを示している。これら共鳴励起発光特性の結果は、水素終端ポーラスシリコンの発光は内部の結晶的な振る舞いを示し、酸化されたポーラスシリコンは、乱れた界面構造を反映した発光特性を示すことを示唆していることがわかった。

For example, if the substrate is electrically active, the substrate is electrically active. The FTIR spectra of the samples were measured in the air for about 1 year after the preparation of the samples. The surface of the sample after straightening is completely covered with water. The surface of the sample was slowly acidified when placed in a long room, and after about one year, the sample was completely acidified and the surface structure was controlled. The light center (main light center) exists in the sample when the excitation occurs. In this case, the test sample is selected and the difference is determined. One side, resonance excitation light source (light source) excitation light source fine structure. Water element terminal structure and crystal structure of water element terminal structure and crystal structure The structure of the structure is complex and simple. In addition, the optical polarization characteristics of the sample are reflected by the crystal orientation of the substrate. The polarization characteristics are different in the axial direction <100>and the axial direction<110>. In-plane anisotropy of polarized light emission characteristics of square and surface acidified crystals The surface structure is different from that of the light source. The results of resonance excitation and light emission characteristics are as follows: water element termination, light emission, crystal oscillation, acidification, and interface structure.

项目成果

Y.Kanemitsu: "Resonantly Excited Photoluminescence from Porous Silicon" Phys.Rev.B. 56. 1696-1699 (1997)

Y.Kanemitsu：“多孔硅的共振激发光致发光”Phys.Rev.B。

Y.Kanemitsu: "Optical Properties of H-terminated Silicon Nnaocrystals" Solid State Electronics. (印刷中). (1998)

Y.Kanemitsu：“H 端硅纳米晶体的光学特性”固态电子学（出版中）。

Y.Kanemitsu: "Site Selective Excitation Spectroscopy of Si Nanocrystals" J.Non-Cryst.Solids. (印刷中). (1998)

Y.Kanemitsu：“硅纳米晶体的位点选择性激发光谱”J.Non-Cryst.Solids（出版中）。

Y.Kanemitsu: "Photoluminescence from Si/SiO_2 Single Quantum Wells" Phys.Rev.B. 56. 15561-15564 (1997)

Y.Kanemitsu：“Si/SiO_2 单量子阱的光致发光”Phys.Rev.B。

S.Okamoto: "Luminescence Spectroscopy of Surface-Capped CdS Nanocrystals" Solid State Commun. 105. 7-11 (1997)

S.Okamoto：“表面覆盖的 CdS 纳米晶体的发光光谱”固态通讯。