ボロン系における半導体準結晶の探索と光物性

硼体系中半导体准晶及其光学性质的研究

基本信息

批准号：
03804013
负责人：
木村薫
金额：
$ 1.02万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1991
资助国家：
日本
起止时间：
1991 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.α,β菱面体晶ボロンを準結晶の近似結晶として解析し、ボロン系準結晶構造を予測した。その安定性を分子軌道法で評価したところ、安定に存在し得ることが分かった。α菱面体晶型結晶中のボロン正20面体の歪はBーC系で最も小さなくなり、軸角も理想値して近づく.B_4C構造をとる組成範囲(9〜20at.%C)の中で、歪はC濃度の減少と共に小さくなることと、準結晶構造ではCが占める鎖上サイトが減ることから、BーC系で数at.%C程度の組成で準結晶実現の可能性が高い.Bー5at.%Cアモルファス相の結晶化過程の中で準安定相が見つかり、準結晶の可能性もあるが、まだはっきりしない.2.B,B_4C,B_<13>P_2アモルファス薄膜の光学吸収端スペクトルは、通常のアモルファス半導体と異なり、吸収係数がフォトンエネルギ-と光学ギャップの差の2乗ではなく3乗に比例する。これは、多元系等の複雑な構造を持つファモルファス相と類似しており、ボロン系アモルファス相が単体であっても正20面体を基本とする複雑な構造を持っていることを反映していると考えられる。スペクトルの温度依存性が小さいことから、3乗則の原因は線形の状態密度(自由電子近似ではエネルギ-の平方根)または高いエネルギ-のフォノンが関与した間接禁制遷移(通常のアモルファスでは選択則が破れている)が考えられる.3.β菱面体晶ボロンのフォトルミネッセンスを初めて測定した.スペクトルのピ-ク位置は1.14eVであり、内因性アクセプタ-準位のホ-ルとトラッピング準位の電子の〓射再結合によるものと考えられる。ルミネッセンス強度の温度依存性には、活性化エネルギ-0.12evのアクセプタ-またはトラッピング単位からの離脱過程が観測された。

1. 将α,β菱面体硼作为近似准晶进行分析，并预测了硼基准晶结构。当用分子轨道法评价其稳定性时，发现它可以稳定存在。 α-菱面体晶体中硼二十面体的应变在B-C系中最小，轴角接近理想值。在采取B_4C结构的组成范围（9至20 at.%C）内，由于随着准晶结构中 C 浓度的降低和 C 占据的链上位点数量的减少，应变也随之减小，因此在 B-C 体系中很可能会以几个 at.%C 的组成实现准晶。 B-5at.%C非晶相结晶过程中发现了亚稳相，有可能是准晶，但目前尚不清楚。2．B的光吸收，B_4C，B_<13。 >P_2非晶薄膜与普通非晶半导体不同，边缘光谱的吸收系数与光子能量与光学间隙之差的三次方成正比，而不是平方。这与具有多组分体系等复杂结构的非晶相相似，并且反映出即使硼基非晶相是单一物质，其也具有基于正二十面体的复杂结构。有。由于光谱对温度的依赖性很小，立方定律的原因要么是线性态密度（自由电子近似中能量的平方根），要么是涉及高能声子的间接禁戒跃迁（选择规则）在普通非晶态材料中没有发现）（破碎）。 3.首次测量了β-菱面体硼的光致发光。光谱的峰值位置为1.14eV，这被认为是由于本征受主能级中的空穴和俘获能级中的电子的折射所致。是由于粘合。在发光强度的温度依赖性中，观察到从受体或捕获单元的脱离过程，活化能为0.12ev。