化合物半導体マイクロクラスターの電子物性と光物性

化合物半导体微团簇的电子和光学性质

• 批准号: 09740443
• 负责人: 中嶋 敦
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Keio 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740443/
• 关键词: クラスター; 酸化ゲルマニウム; HOMO-LUMOギャップ; 光電子分光; ハロゲンドープ法; シアン化銅; 幾何異性体; 半導体; 光電子分光法; 電子状態; ハロゲン原子; クラスター; 酸化ゲルマニウム; HOMO-LUMOギャップ; 光電子分光; ハロゲンドープ法; シアン化銅; 幾何異性体; 半導体; 光電子分光法; 電子状態; ハロゲン原子

本研究では、前年度に引き続いて光イオン化法や光電子分光法を用いて化合物半導体クラスターの電子物性を明らかにするとともに、新たに発光スペクトルを測定して、電子物性と光物性とを結び付けて考察した。本年度は前年度のゲルマニウムクラスターの成果を踏まえて、化合物半導体の1つとして、酸化ゲルマニウムとシアン化鋼を重点的に取り上げた。測定では、酸化ゲルマニウムクラスターを気相中で負イオン化することにより、その負イオンの光電子分光によって中性クラスターの電子状態を明らかにした。特に、1価電子が欠落したハロゲン原子を付加させて、クラスター骨格の電子を脱離させて光電子スペクトルを測定し、電子状態の同定を実験的に行なった。その結果、ゲルマニウムと酸素原子が混合したクラスターでは中性クラスターのHOMO-LUMOギャップは2eV以上のクラスターが多く存在し、ゲルマニウムクラスター自身のHOMO-LUMOギャップの1.0eV以下に比較して、電子状態間の差が増大することが明らかになった。さらに、化合物半導体として金属シアン化物のシアン化鋼を取り上げ、その負イオンの光電子分光から電子状態と幾何構造を考察した。その結果、シアン化銅クラスターの多くは直線構造をとり、4量体以上では環状構造が異性体として共存することを明らかにした。この結果は、量子化学計算によっても確認され、同じ直線構造の中でもシアノ基の向きによっても異性体が存在し、光電子スペクトルのピークからその存在比も明らかになった。しかしながら、シアン化鋼クラスターはHOMO-LUMOギャップが3eV以上と極めて大きく、光物性の測定には新たな光源の開発が必要であることが判明した。

在这项研究中，在上一年之后，我们使用光电子和光电子光谱来阐明复合半导体簇的电子性能，并且还测量了发射光谱，以通过组合来讨论电子性质和光学性能。今年，考虑到上一年的锗簇的结果，我们专注于氧化锗和氰化物钢作为复合半导体之一。该测量结果揭示了中性簇的电子状态，通过在气相中对氧化锗簇和负离子的光电光谱进行负电离。特别是，添加了缺少单价电子的卤素原子以从簇骨架中去除电子，并测量光电子光谱，并通过实验鉴定电子状态。结果，可以揭示在混合锗和氧原子的簇中，中性簇的同性恋间隙大部分为2 eV或更多，并且与也属族群集本身的人lumo间隙相比，电子状态之间的差异增加了1.0 eV。此外，由金属氰化物制成的氰化物钢被视为复合半导体，并从其负离子的光电子光谱中检查了电子状态和几何结构。结果，可以发现大多数氰化物簇具有线性结构，并且在四聚体及以上，循环结构共存为异构体。量子化学计算也证实了这一结果，即使在相同的线性结构内，异构体也取决于氰基群的方向，并且从光电子谱的峰中也揭示了丰度比。但是，氰化物钢簇具有3ev或更多的均匀差距，并且已经发现，新光源的发展对于测量光学性质是必要的。