光誘起構造変化記録薄膜の検討と機能特性

光致结构变化记录薄膜的研究及其功能特性

• 批准号: 03650582
• 负责人: 中山 豊
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 1992
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03650582/
• 关键词: カルコゲナイド非晶質; Ga-S系薄膜; 結晶化挙動; 光学特性; 光学ギャップ; 伝導特性; 移動度ギャップ; 非晶質薄膜; カルコゲナイド; SーGa系薄膜; 非晶質半導体; 電気伝導特性; 光吸収端; 光学的性質

本研究では、硫黄(S)を主元素とするカルコゲナイド非晶質薄膜に関して、光による情報記録膜への応用を目途として、熱的および光学的刺激が非晶質構造や電気、光学特性などに及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。とくに、カルコゲンを含む系の中で、Ga-S系はなお平衡状態図が確定しておらず、相形成に関しても不明な点が多く、物性についても報告が少ない。この立場より、本年度では、Ga-S非晶質薄膜について、組成が膜構造と電気、光学特性に与える効果を調ベることに焦点をあてた。Ga_2S_3をターゲットとして、イオンビームスパッタ法によりガラス基板上に40-200nm厚の非晶質薄膜を作製した。EDXによる組成分析によれば、薄膜はGa-30〜55mol%Sの組成をもち、これは873Kでの焼鈍によってもほとんど変化しないことが知られた。これらの薄膜について、透過電顕による構造評価に加え、熱焼鈍およびバンドギャップ光の照射に伴う光吸収係数、光学ギャップの変化を測定し、この系における光構造変化の可能性を調べた。主な結果は以下の通りである。Ga-S系非晶質薄膜はピラミッド型に配位したGa-S結合から成ると推定され、その結合距離はGa量の増加により減少の傾向にあった。非晶質は組成によらず約773Kでの焼鈍により結晶化し、無秩序構造を持つ閃亜鉛鉱型GaS相(a=0.581nm)が形成された。Ga-30%S組成の未焼鈍非晶質薄膜では光学ギャップ、Eg^<opt>、は約2.5eV、電気伝導の移動度ギャップ、Eg^<el>、は約2.6eVと見積もられ、S量の増加とともに減少した。非晶質薄膜は熱焼鈍より、光学ギャップおよび移動度ギャップの変化を生じた。とくにGa-30%S組成の未焼鈍非晶質薄膜ではバンドギャップ光の照射によりEg^<opt>が減少し、いわゆる光黒化現象を示した。低温でのAC伝導度の測定より、非晶質薄膜中の電荷欠陥密度が組成により変化すると推測された。

In this study, sulfur (S) as the main element affects the amorphous structure, electrical and optical properties of information recording films. The equilibrium state of Ga-S system is determined, the phase formation is unknown, and the physical properties are reported. This year, Ga-S amorphous films are composed of films, electrical and optical properties, and effects. Ga_2S_3 amorphous films with a thickness of 40-200nm were prepared on the substrate by the following method: EDX composition analysis, thin film Ga-30 ~ 55 mol %S composition, and 873K The thin film coating, the structure evaluation of the transmission electron coating, the thermal passivation and the light irradiation, the light absorption coefficient, the optical polarization and the possibility of the optical structure transformation of the system are determined. The main result is the following: Ga-S amorphous thin films have a tendency to decrease in Ga content, increase in Ga binding distance, and decrease in Ga binding distance. Amorphous GaS phase (a= 0.581 nm) was formed by sintering at about 773K, crystallization and disordered structure. Ga-30%S amorphous thin films are optically active, Eg^<opt>, about 2.5eV, <el>electrically conductive, and electrically active. Amorphous thin film thermal passivation, optical passivation and mobility Unburned amorphous films composed of Ga-30%S are shown to decrease in the amount of light irradiated<opt>. Measurement of AC Conductivity at Low Temperature and Prediction of Composition of Charge Impurity Density in Amorphous Thin Films

项目成果

K.Morii,H.Ikeda and Y.Nakayama.: "Structural and Optical Properties of Amorphous SーGa Thin Films." Materials Science and Engineering B.

K.Morii、H.Ikeda 和 Y.Nakayama.：“非晶 SーGa 薄膜的结构和光学特性。材料科学与工程 B.”

K.Morii: "Crystallization Kinetics and phase Evolution in Amorphous Sb-S-Ge Thin Films." Materials Science and Engineering B. 15. 126-132 (1992)

K.Morii：“非晶 Sb-S-Ge 薄膜中的结晶动力学和相演化。”

K.Morii: "Effects of Crystallization on the Optical and Electric Properties of Amorphous Sb-S-Ge Thin Films." Materials Letters. 15. 285-291 (1992)

K.Morii：“结晶对非晶 Sb-S-Ge 薄膜光学和电学性质的影响。”