界面電子移動に基づく固体表面ルミネッセンス

研究課題名	界面電子移動に基づく固体表面ルミネッセンス
レコードタイプ	研究実績報告
報告年度	1992
研究期間	1990-1992
研究課題番号	02455011
研究代表者	坂田忠良　 (サカタタダヨシ)　東京工業大学・大学院総合理工学研究科・教授
研究代表者番号	410540013510
研究機関	東京工業大学　研究機関番号：12608
研究分担者	工藤昭彦(ｸﾄﾞｳｱｷﾋｺ)：東京工業大学・大学院総合理工学研究科・助手 (610760221222)
研究種目	一般研究(B)　研究種目コード：080
研究分野[1]	広領域　研究分野コード：999
キーワード	酸化Al / アノ-ド発光 / CdS / ZnS / カソ-ド発光 / 時間分解発光 / 電子衝突励起
研究概要	前年に続きAlのアノ-ド電解発光の研究を行った。その電解発光のメカニズムと界面電移動の関係を明らかにするためAl酸化皮膜(多孔質膜)のポア(細孔)にCdSやZnSなどの発光性の半導体微粒子を担持しエレクトロルミネッセンス(EL)がどうなるかを研究した。その結果Al_2O_3の電界発光が起こらない小さな電圧(約10V位の電圧)の印加によってこれらの半導体微粒子の励起に基づくELを観測することが出来た。そのELスペクトルはCdSやZnSのフォトルミネッセンススペクトルと良く一致した。この事実からAl_2O_3表面に担持した半導体微粒子が励起されエレクトロルミネッセンスの発光中心になることが分かった。そこで表面に担持された半導体微粒子がどのように励起されるのかが問題となる。そのメカニズムを明らかにするため矩形パルス電圧を印加し、Al_2O_3電極の電位を変化させるとともに電流と発光強度を同時にモニタ-しながら時間分解発光(ミリ秒の時間領域で)を測定した。その結果カソ-ド分極時に発光が強く観測されるのがアノ-ド分極時には発光が観測されないことが分かった。またその発光強度の時間変化は電流の時間変化と良い一致を示した。この新しい実験事実はAl_2O_3をn型半導体と考え固体電子論的モデルによってよく説明されることが分かった。すなわち1)カソ-ド分極によるAlからAl_2O_3の伝導帯への電子の注入と2)酸化皮膜の高電界中で加速されたホット電子による表面半導体微粒子の衝突励起によって良く説明されることが分かった。現在この新事実を論文にまとめ投稿中である。