電子正孔対の高効率輸送とこれを利用した光学非線形性の研究

电子空穴对的高效传输及其光学非线性研究

• 批准号: 17760019
• 负责人: 清水 誠
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-17760019/
• 关键词: 電子正孔対の輸送; 相互拡散; イオン注入; 電子正孔対輸送; 励起子輸送; 収束イオンビーム; 顕微分光法; アップコンバージョン; 捕集システム

半導体中の励起子を高効率に長距離輸送するために、試料内部に励起子に対するポテンシャル勾配を作り込む方法の開発を、前年度に引き続きおこなった。まず、GaAs-AlGaAs量子井戸構造にGa収束イオンビーム照射をおこない、その後の熱処理における相互拡散をとおして、量子井戸準位のシフトを引きおこすことを試みた。相互拡散の強さは、イオン注入に伴う欠陥生成量に依存するので、照射量に重みをつけることによって量子井戸準位の勾配を実現できる筈である。適切な照射量と熱処理条件を研究した結果、10^<12>/cm^2程度の照射量によって、約30meVもの準位シフトが引きおこされることがわかった。しかし、照射量をそれ以上としてもシフト量は僅かしか増加せず、この照射量にてシフトは既に飽和状況にあることもわかった。当研究で利用可能なイオン照射器の最低照射単位は1×10^<12>/cm^2なので、現状では、シフト量の制御は困難となった。上記の結果は700℃の熱処理によって得られたが、この温度では、イオン照射による結晶の損傷を充分に回復することができず、蛍光強度の回復は充分ではなかった。ところが、これ以上の温度では、脱離過程により新たな欠陥が生成され、却って蛍光は見られなくなってしまう。結局、量子井戸構造が試料のごく表面付近にあるため、欠陥回復と相互拡散の双方を満足させる熱処理は困難であることがわかった。また、同様の実験を、InGaN-GaN量子井戸構造に対しても試みた。照射量は10^<12>〜10^<14>/cm^2とし、熱処理温度は800℃〜1000℃としたが、準位のシフトも欠陥回復の良い条件も発見されなかった。準位のシフトが見られない理由は、元来、利用可能な量子井戸の不均一幅が大きかったためであると考えられる。熱処理の条件については、950℃以下では欠陥が回復せず、それ以上では新たな欠陥の生成を避けることが出来なかった。

半导体中の励起子を高效率に长距离输送するために、试料内部に励起子に対するポテンシャル勾配を作り込む方法の开発を、前年度に引き続きおこなった。まず、 gaas-algaas量子井戸构造にga收束イオンビーム照射をおこない、その后の热处理における相互拡散をとおして、量子井戸准位のシフトを引きおこすことを试みた。相互拡散の强さは、イオン注入に伴う欠陥生成量に依存するので、照射量に重みをつけることによって量子井戸准位の勾配を実现できる筈である。在研究适当的辐射量和热处理条件后，发现大约30 meV的水平变化是由约10^<12>/cm^2的辐照量引起的。但是，还发现，即使辐照量更大，移位量也仅略有增加，并且该辐射量已经饱和。本研究中可用的离子辐照器的最小辐照单元为1×10^<12>/cm^2，因此目前很难控制偏移量。但是，在高度高的温度下，在解吸过程中产生了新的缺陷，并且无法看到荧光。最后，由于量子井结构非常靠近样品表面，因此发现很难满足缺陷恢复和相互扩散的热处理。在Ingan-Gan量子井结构上也尝试了类似的实验。辐照量为10^<12> -10^<14>/cm^2，热处理温度为800°C至1000°C，但没有发现良好恢复的水平或条件。缺乏水平转移的原因被认为是因为最初可用的量子井的不均匀宽度很大。关于热处理的条件，在低于950°C的温度下没有恢复缺陷，如果进一步降低温度，则无法避免新的缺陷。

项目成果

Nonlinear luminescence from an inorganic-organic layered semiconductor (C_6H_5C_2H_4NH_3)_2PbI_4

无机-有机层状半导体的非线性发光 (C_6H_5C_2H_4NH_3)_2PbI_4

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Luminescence (印刷中)
• 作者: Makoto Shimizu;Jun-ichi Fujisawa;Teruya Ishihara;Makoto Shimizu;Makoto Shimizu;Makoto Shimizu
• 通讯作者: Makoto Shimizu

Nonlinear luminescence from an inorganic-organic layered semiconductor

无机-有机层状半导体的非线性发光

• 期刊: Journal of Luminescence (印刷中)
• 作者: Makoto Shimizu;Jun-ichi Fujisawa;Teruya Ishihara
• 通讯作者: Teruya Ishihara

Long-range pair transport in graded band gap and its applications

• DOI: 10.1016/j.jlumin.2005.12.010
• 发表时间: 2006-07
• 期刊: Journal of Luminescence
• 影响因子: 3.6
• 作者: M. Shimizu

Influence of the dielectric confinement on excitonic nonlinearity in inorganic-organic layered semiconductors

介电约束对无机-有机层状半导体激子非线性的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physical Review B 71
• 作者: Makoto Shimizu;Jun-ichi Fujisawa;Teruya Ishihara;Makoto Shimizu;Makoto Shimizu;Makoto Shimizu;Makoto Shimizu
• 通讯作者: Makoto Shimizu

Exciton-excitonic molecule Rabi splitting in an inorganic-organic layered semiconductor : Inapplicability of the giant oscillator strength model

无机-有机层状半导体中的激子-激子分子拉比分裂：巨振子强度模型的不适用

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physical Review B 71
• 作者: Makoto Shimizu