シリカ系薄膜における可視発光

摘要

筆者らは先にゲルマニウムをドープしたシリカガラス(Ge:SiO{sub}2)、チタンドープシリカガラス(Ti:SiO{sub}2)およびスズドープシリカガラス(Sn:SiO{sub}2)を数nm～数10nmの厚さで周期的に積層した薄膜（ここではシリカ系人工格子と仮称する）において、分極処理により圧電性を付与できることをすでに報告した。今回、この薄膜に紫外光を照射することにより、熱処理をしない状態において可視発光現象が観測されたので報告する。励起光としては波長248nmのエキシマレーザー光（パルス光）、および波長254nmの水銀ランプ光（連続光）を用いたが、いずれにおいても白色に近い発光が観測されている。 パルス光による蛍光寿命を観測の結果、ライフタイムは約20nsであった。 Tiドープシリカでは、青色発光が報告されているが、上記のような3種ガラスを格子構造とすることにより、白色に近い発光が得られる。 超格子構造としないで3種のドープイオンを同時にドープした単層構造の薄膜でも同様な発光は観測されるが、各トパントを単独にドープした周期構造とすることにより、圧電性が得られるとともに高温熱処理による微粒子化も回避でき、新しい可視発光の機能性薄膜として期待されるものと考える。