【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NI0107
利用課題名 / Title
短時間蛍光寿命を実現するZnO薄膜
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋工業大学 / Nagoya Tech.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed
キーワード / Keywords
赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy,電子顕微鏡/ Electronic microscope,赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy,電子回折/ Electron diffraction,資源代替技術/ Resource alternative technology,分離・精製技術/ Separation/purification technology,センサ/ Sensor,フォトニクスデバイス/ Nanophotonics device,光デバイス/ Optical Device
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
小野 晋吾
所属名 / Affiliation
名古屋工業大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
日比野 孝太,丸山 祐樹
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
浅香 透
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）,共同研究/Joint Research
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NI-001：原子分解能分析電子顕微鏡群
NI-002：特型走査電子顕微鏡装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
中周波数領域マグネトロンスパッタリングによってソーダ石灰ガラス基板上に堆積した酸化亜鉛膜から、極めて短い寿命の蛍光を観測した。この酸化亜鉛膜の深さ方向の結晶性および欠陥量とその種別の分布を透過型電子顕微鏡と電子線励起発光分光によって明らかにした。特に厚さ 2.2 μm の 酸化亜鉛膜からの蛍光は9psの減衰時間を示した。このような短蛍光寿命を示す蛍光材料は、超高速発光を必要とするtime-of-flightなどの応用が期待される。
実験 / Experimental
中周波数領域マグネトロンスパッタリングによって、バッファ層なしでソーダ石灰ガラス基板上に膜厚の異なる酸化亜鉛膜を堆積した。この酸化亜鉛膜の結晶性、欠陥、発光特性を、XRD、ラマン分光、TEM、PL、CLによって評価した。このうち、TEMとCLは、名古屋工業大学の設備を使用した。
結果と考察 / Results and Discussion
酸化亜鉛は柱状成長しており、膜厚が大きくなるほど結晶性が改善し、欠陥準位による発光も減少していることが明らかになった。より結晶性の良い厚膜ほど、短い蛍光寿命を示し、厚さ 2.2 μm の 酸化亜鉛膜からは9psの減衰時間を観測した。これは、これまでに報告されている酸化亜鉛の蛍光寿命の中で最も短いものである。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Marilou Cadatal-Raduban, Jiří Olejníček, Kota Hibino, Yuki Maruyama, Aneta Písaříková, Keito Shinohara, Toru Asaka, Lenka Volfová, Michal Kohout, Zhang Jiaqi, Yugo Akabe, Makoto Nakajima, John A. Harrison, Rainer Hippler, Nobuhiko Sarukura, Shingo Ono, Zdeněk Hubička, Kohei Yamanoi, “Ultrafast UV luminescence of ZnO films: sub-30 ps decay time with suppressed visible component,” submitted to Advanced Functional Materials
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件