レーザアブレーションによる光るSiナノ結晶の作製

Material type: 文書・図像類

Author: 清水, 立生ほか

Publisher: -

Publication date: 1999-03-08

Material Format: Digital

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NDC: -

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Note (General)：: 金沢大学工学部レーザアブレーション法によりナノサイズSiを含んだ薄膜を作製するには、レーザアブレーションによる薄膜作製におけるターゲットからの粒子の射出過程、その分解・凝集過程、酸化過程、基板上での堆積過程を理解することが不可欠である。そこで7年度は主に、Si薄膜堆積の基礎過程に重点を置いて調べた。...

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Material Type: 文書・図像類
Title: レーザアブレーションによる光るSiナノ結晶の作製
Author/Editor: 清水, 立生
Shimizu, Tatsuo
Author Heading: 清水, 立生
Shimizu, Tatsuo
Publication Date: 1999-03-08
Publication Date (W3CDTF): 1999-03-08
Alternative Title: Preparation of photoluminescent nanosized si by pulsed laser ablation
Periodical title: 平成8(1996)年度科学研究費補助金基盤研究(C) 研究成果報告書概要 = 1996 Fiscal Year Final Research Report Summary
No. or year of volume/issue: 1995 – 1996
Volume: 1995 – 1996
Pages: 2p.-
Text Language Code: jpn
Subject Heading: レーザアブレーション
ナノサイズシリコン
フォトルミネッセンス
エキシマレーザ照射
酸化シリコンマトリクス
XPS
ラマン散乱
X線回折
PULSED LASER ABLATION
NANOSIZED Si
PHOTOLUMINESCENCE
OXIDIZED Si MATRIX
RAMAN SCATTERING
X-RAY DIFFRACTION
Target Audience: 一般
Note (General): 金沢大学工学部
レーザアブレーション法によりナノサイズSiを含んだ薄膜を作製するには、レーザアブレーションによる薄膜作製におけるターゲットからの粒子の射出過程、その分解・凝集過程、酸化過程、基板上での堆積過程を理解することが不可欠である。そこで7年度は主に、Si薄膜堆積の基礎過程に重点を置いて調べた。8年度は、発光するナノSiの作製を目指して、レーザアブレーション法により室温に保った石英基板上でSi薄膜の作製、及び堆積した薄膜のエキシマレーザによる改質を行った。その結果、酸素+ヘリウム雰囲気中で、微結晶を含有した酸化Si薄膜の作製に成功した。しかし、ラマン散乱及びX線回折測定の結果では、その結晶は数十ナノであり、数ナノサイズの結晶粒の確認はできなかった。また堆積したままの状態では非常に弱いフォトルミネッセンスしか観測されなかった。そのような試料に、レーザアプレーションに用いるレーザフルエンスよりかなり低いフルエンスで、エキシマレーザ照射を行ったところ、大きな可視フォルトミネッセンスが観測されるようになり、結果的には照射前の100倍を越えるフォトルミネッセンス強度が得られた。またレーザ照射による発光スペクトルのレッドシフトも認められた。ラマン散乱測定では、顕著なSi結晶の変化は認められず、発光が酸化Siマトリクスに起因するものか、ナノサイズSiに起因するものか明らかではない。現在、XPS測定によるSiの化学結合状態の変化を評価中であり、数ナノサイズのSi結晶の確認のため透過電子顕微鏡等による直接的な観測も必要であろう。
A variety of silicon-based films with nanosized crystallite inclusions have been prepared for visible photoemission using various techniques. Pulsed laser ablation has been attracting much attention for preparation of high-quality perovskite oxide films. The preparation technique has a quite unique feature that depositing particles have a broad distribution in size from mono- or diatomic species to huge clusters, so called droplets, with a micron size. In this study, for preparation of inhomogeneous oxide film with silicon crystallite inclusions in silicon oxide matrix, the pulsed laser ablation was employed.Silicon oxide films were prepared on fused quartz substrates at room temperature by pulsed laser ablation using silicon target and an ArF excimer laser with wavelength of 193 nm in a mixture of oxygen and helium gases. For depositing films the laser beam was focused into a small area resulting in 3.5 J/cm^2. After the deposition an ArF laser irradiation with 0.5 J/cm^2 was performed for enhancing photoluminescence. Photoluminescence, X-ray diffraction and Raman scattering measurements were performed. The photoluminescence measurement was carried out at room temperature using Ar- ion- laser excitation.As- deposited films obtained by pulsed laser ablation was found to be transparent silicon oxides including silicon crystallites with size as large as tens of nm. These large crystallites above nanosize were not expected to be photoluminescent centers. In fact, the as- deposited film shows a very weak photoluminescence. However, after the laser irradiation of 1000 shots the photoluminescence intensity was dramatically increased by two orders of magnitude. The photoluminscence spectrum was centered around 550 nm in wavelength. This dramatic enhancement can be attributed to a formation of nanosized silicon crystallites or a reduction of the defect density.
研究課題/領域番号:07650008, 研究期間(年度):1995 – 1996
出典：研究課題「レーザアブレーションによる光るSiナノ結晶の作製」課題番号07650008（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-07650008/076500081996kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作成
DOI: 10.24517/00066284
Source: https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=60033&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=60033&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
Access Restrictions: 限定公開
Rights (production): CC BY-NC-ND
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https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07650008/
https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-07650008/076500081996kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
https://irdb.nii.ac.jp
Original Data Provider (Database): 金沢大学 : 金沢大学学術情報リポジトリKURA