フォトルミネッセンス Photo Luminescence (PL) ●紫外~可視光領域における発光特性から、内部の欠陥に関する情報を分析 ●半導体試料の欠陥評価、蛍光物質等の発光特性評価に有用 ●非破壊検査であり、試料の特別な前処理は不要 ●マイクロビームを用いた高分解能マッピング・光化学反応のダイナミクス観察 測定原理 バンドギャップに相当するエネルギーの光 を照射すると電子が励起し、元の準位に戻り正孔と再 結合する際に光を放出する(フォトルミネッセンス)。 この放出光は、物質中の欠陥(不純物等)に影響を受け やすいため、放出光のスペクトルを分析することによ り、物質中の欠陥に関する情報を得ることが出来る。 得られる情報 超格子構造および半導体材料における 結晶性、不純物種、混晶組成比、量子井戸構造に関す る情報が得られる。PL スペクトルからは、蛍光物質等 図 1. 吸光によるフォトルミネッセンス現象*1 の発光特性を評価することができる。 特徴 非破壊検査であり、試料の特別な前処理を必要としない。マッピングにより、高分解能 でのイメージングを行なうことができる。 応用例 電界放出ディスプレイ用無機蛍光体の局所構造:EXAFS 測定の組み合わせにより、 SrS:Cu 系薄膜における発光中心である Cu の価数と発光特性の関係を評価(SPring-8) https://support.spring8.or.jp/Report_SKP/PDF_St_17B_18C/SKPe_06B0140.pdf 図 2. 多結晶 Si 太陽電池のマッピング*2 図 3. GaN の発光特性の温度変化*3 東北放射光施設における展開 真空紫外領域のナノビームによる、高分解能の顕微フォト ルミネッセンスおよび高速マッピング、光化学反応のその場観察への応用が期待できる。 *1 : http://www.cgl.co.jp/latest_jewel/tsushin/23/33.html *2 : http://www.mst.or.jp/method/tabid/167/Default.aspx *3 : http://www.kobelcokaken.co.jp/business/item/physics-analysis/455.html
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