多孔質シリコンの発光機構に関する研究

多孔硅发光机理研究

• 批准号: 05750280
• 负责人: 小山 英樹
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 1994
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750280/
• 关键词: 多孔質シリコン; フォトルミネッセンス; エレクトロルミネッセンス; 超微粒子; 発光スペクトル; 発光波長制御; 量子サイズ効果; 電子-格子相互作用

フッ酸(HF)溶液中で光照射をすると,多孔質シリコンの発光効率が高まり,発光波長が短波長側にシフト(ブルーシフト)することはよく知られている.これは,多孔質シリコンを構成するシリコン微結晶が光化学反応により微細化し,電子・正孔の量子閉じ込め効果が増大したことによるものと解釈できる.この仮説をより確かなものにするため,本研究では,この光照射を色ガラスフィルター(短波長遮断フィルター)を通して行うことを試みた.おもな成果は以下の2点にまとめることができる.1.発光波長制御の実証いろいろな遮断波長をもつフィルターで実験を行ったところ,試料の発光波長は光照射時間の経過とともに連続的にブルーシフトし,使用したフィルターの遮断波長付近で発光波長のシフトが飽和するという結果が得られた.これは上記の仮説を支持する結果であり,多孔質シリコンの可視発光がシリコン微結晶における量子サイズ効果によるものであることを示す一つの証拠となるものである.同時に,試料の発光波長を制御する技術を開発したという点も重要である.2.発光スペクトルの広がりの由来本研究で用いた光照射法は,試料の均一性を高める効果ももっている.一般に多孔質シリコンの発光スペクトルは半値全幅が0.3〜0.4eVと広く,これは不均一性によるものと考えられてきた。そこで,この光照射法を利用して均一化を図った試料の発光スペクトル(半値全幅)がどのように変化するかを調べてみた.しかし,結果として得られたスペクトル形状は一般の試料と同様であった.この事実は多孔質シリコンの発光スペクトルの広がりが不均一性によるものではなく,電子-格子相互作用などの不均一性以外の原因によるものであることを示しており,発光機構解明に重要な鍵となる。

When exposed to light in HF solution, the light transmittance of porous materials is higher, and the light emission wavelength is shorter. The structure of porous microcrystals is characterized by photochemical reaction, miniaturization, electron and positive pore quantum closure, etc. This study is aimed at exploring the possibility of light irradiation. The results are as follows: 1. The wavelength of light emitted by the sample is controlled by the light irradiation time. 2. The wavelength of light emitted by the sample is controlled by the light irradiation time. The results of this study are as follows: Porous material, visible light, microcrystalline material, quantum material, etc. At the same time, the development of optical wavelength control technology for samples is very important. 2. The origin of optical wavelength control technology for samples is very important. Generally, the light emission of porous materials ranges from 0.3 eV to 0.4 eV, and the light emission of porous materials ranges from 0.3 eV to 0.4 eV. The light irradiation method is used to homogenize the light emission of the sample. The results are similar to those of the general sample. This phenomenon is due to the non-uniformity of the light emission of the porous material, and the electron-lattice interaction is responsible for the non-uniformity of the light emission mechanism.

项目成果

小山 英樹: "多孔質シリコン" オプトロニクス. No.139. 70-75 (1993)

小山秀树：“多孔硅”第 70-75 期（1993 年）。

Hideki Koyama: "Photo-assisted tuning of luminescence from porous silicon" Journal of Applied Phisics. 74. 6365-6367 (1993)

Hideki Koyama：“多孔硅发光的光辅助调谐”应用物理学杂志。