ドナードープしたC希土構造酸化物中の格子間酸素による電荷補償機構の研究

施主掺杂碳稀土结构氧化物间隙氧电荷补偿机制研究

基本信息

批准号：
10750497
负责人：
小俣孝久
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka University
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：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750497/
关键词：
透明伝導体 ITO C希土構造

项目摘要

1.光吸収スペクトルの評価・解析(1)昨年度Er^<3+>をドープしたIn_2O_3とITOの焼結体粉末で得られたせいかの理論的な裏づけを得るため、それらの薄膜に対する低温での光吸収スペクトルの測定を予定していた。しかしながら、Er^<3+>を薄膜中にドープすることが出来ず、これについては今のところの成功していない。(2)希土類イオンの光による電子遷移の強度に関するJudd-Ofelt理論によると、^4I_<15/2>→^2H_<11/2>の遷移は、ゼロでないU^<(2)>行列要素がある。そのような遷移では、希土類イオンの配位環境に敏感なΩ_2パラメータによって強度が大きく変わる。Er^<3+>ドープしたITOとIn_2O_3の粉末の光吸収スペクトルで見られた差は、そられの間でのΩ_2パラメータの違いを反映したものと結論された。2.研究総括(1)大気中で作製されたITOの密度は、電子を2個トラップした格子間酸素の存在によって解釈できる。(2)Er^<3+>イオンをプローブイオンとしてドープしたIn_2O_3、ITOの多結晶粉末の^4I_<15/2>→^2H_<11/2>のf-f電子遷移に帰属される光吸収(約522nm)は、In_2O_3とITOとで大きな差異があることを見出した。その起源は、Sn^<4+>ドープによってC希土構造中に過剰酸素が持ち込まれ、陽イオンの配位数が増加したことであると結論された。さらに、この光吸収スペクトルの強度変化は、Judd-Ofeltの理論によって解釈できた。(3)格子間酸素による電荷の補償を考慮し、ITOのSn^<4+>のドーピングの機構を次の欠陥反応式で表せる。2SnO_2→2Sn_<In> +2(1-z)e'+zO_i"+ 3O^×_o+(1-z)/2O_2(gas)

1.光吸收光谱的评价与分析 (1)为了给去年Er^<3+>掺杂In_2O_3和ITO烧结粉末的结果获得理论支持，我们研究了这些薄层粉末的低温结果。计划是测量薄膜的光学吸收光谱。然而，将Er^<3+>掺杂到薄膜中还不可能，迄今为止也没有取得成功。 (2) 根据稀土离子光致电子跃迁强度的 Judd-Ofelt 理论，^4I_<15/2>→^2H_<11/2> 的跃迁是非零 U^< (2)> 矩阵元素有。在这种跃迁中，强度根据Ω_2参数变化很大，而Ω_2参数对稀土离子的配位环境敏感。结果表明，Er^3+掺杂ITO和In_2O_3粉末的光吸收光谱的差异反映了它们之间Ω_2参数的差异。 2.研究总结 (1)在大气中制备的ITO的密度可以通过捕获两个电子的间隙氧的存在来解释。 (2) 掺杂Er^<3+>离子作为探针离子的In_2O_3和ITO多晶粉末^4I_<15/2>→^2H_<11/2>的f-f电子跃迁引起的光吸收((约522 nm) ）发现In_2O_3和ITO之间存在很大差异。推测其根源在于Sn^4+掺杂将过量的氧带入C稀土结构中，增加了阳离子配位数。此外，光学吸收光谱的强度变化可以使用贾德-奥菲尔特理论来解释。 (3)考虑到间隙氧的电荷补偿，ITO中Sn^4+的掺杂机理可以用以下缺陷反应方程表示。 2SnO_2→2Sn_<In> +2(1-z)e'+zO_i"+ 3O^×_o+(1-z)/2O_2(气体)