JPS6060544A - 材料評価装置 - Google Patents
材料評価装置Info
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- JPS6060544A JPS6060544A JP16880983A JP16880983A JPS6060544A JP S6060544 A JPS6060544 A JP S6060544A JP 16880983 A JP16880983 A JP 16880983A JP 16880983 A JP16880983 A JP 16880983A JP S6060544 A JPS6060544 A JP S6060544A
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- Japan
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- transient
- photoconduction
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- measurement
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は材料評価装置に関するものであり、詳しくは
半導体素子材料、蛍光体、ハロゲン化銀写真乳剤微結晶
、太陽電池°材料、透明導電膜の導電層等の電子材料の
物性物理特性値の評価装置に関するものである。更に詳
しくは、半導体または絶縁体材料中の電子トラップ及び
正孔トラップの数、熱エネルギー深さ、これらのトラッ
プの電子または正孔を捕獲する確率に関連のあるパラメ
ータである電子捕獲断面積及び正孔捕獲断面積を検出す
る評価装置に関するものである。
半導体素子材料、蛍光体、ハロゲン化銀写真乳剤微結晶
、太陽電池°材料、透明導電膜の導電層等の電子材料の
物性物理特性値の評価装置に関するものである。更に詳
しくは、半導体または絶縁体材料中の電子トラップ及び
正孔トラップの数、熱エネルギー深さ、これらのトラッ
プの電子または正孔を捕獲する確率に関連のあるパラメ
ータである電子捕獲断面積及び正孔捕獲断面積を検出す
る評価装置に関するものである。
従来技術
このような電子材料において、その材料中の電子トラッ
プ及び／または正孔トラップは、これらの材料が用いら
れる最終製品の性能に大きな影響を与えることが良く知
られている。このため、これらの製品に関連する産業分
野においては、前記電子材料中の電子トラップ及び／ま
たは正孔トラップの検出する評価装置が開発されている
。
プ及び／または正孔トラップは、これらの材料が用いら
れる最終製品の性能に大きな影響を与えることが良く知
られている。このため、これらの製品に関連する産業分
野においては、前記電子材料中の電子トラップ及び／ま
たは正孔トラップの検出する評価装置が開発されている
。
しかしこれらの電子材料は、その使用用途からの要求に
応じて極めて種々雑多の性質、形状及び形態をとる。具
体的には、評価すべき材料の物性物理的性質及び三次元
空間での形状及び均一または不均一という形態が異なる
。すなわち、評価すべき材料の物性物理的性質としては
絶縁体から半導体、更には金属までに至る領域に及ぶし
、形状としては大きな単結晶半導体から１ｇｍ以下のハ
ロゲン化銀写真乳剤微結晶にまで至る領域に及ぶ。更に
は評価すべき材料の形態に関し、半導体素子の材料であ
る半導体単結晶基盤材料は、実質的に均一な大面積を有
しているし、ダイオード、トランジスタや太陽電池等の
半導体素子は、ｎ型半導体やＰ型半導体や絶縁体が組み
合わされた不均一系の材料である。また透明導電膜は多
くの場合絶縁体である有機ポリマーから成る膜状の支持
体の上に酸化物半導体の薄膜が積層されている不均一系
であるし、ハロゲン化銀写真乳剤微結晶を用いた多くの
写真フィルムは、多くの透明導電膜の場合と同様に有機
ポリマーから成る膜状の支持体に−にに、写真乳剤層が
塗布により積層されている。更にこの写真乳剤層は、感
光材料の基本となる電子材料であるところの１７ｚｍ前
後の大きさのハロゲン化銀写真乳剤微結晶が実質的に絶
縁体であるゼラチンバインダー中に分散されている不均
一系である。
応じて極めて種々雑多の性質、形状及び形態をとる。具
体的には、評価すべき材料の物性物理的性質及び三次元
空間での形状及び均一または不均一という形態が異なる
。すなわち、評価すべき材料の物性物理的性質としては
絶縁体から半導体、更には金属までに至る領域に及ぶし
、形状としては大きな単結晶半導体から１ｇｍ以下のハ
ロゲン化銀写真乳剤微結晶にまで至る領域に及ぶ。更に
は評価すべき材料の形態に関し、半導体素子の材料であ
る半導体単結晶基盤材料は、実質的に均一な大面積を有
しているし、ダイオード、トランジスタや太陽電池等の
半導体素子は、ｎ型半導体やＰ型半導体や絶縁体が組み
合わされた不均一系の材料である。また透明導電膜は多
くの場合絶縁体である有機ポリマーから成る膜状の支持
体の上に酸化物半導体の薄膜が積層されている不均一系
であるし、ハロゲン化銀写真乳剤微結晶を用いた多くの
写真フィルムは、多くの透明導電膜の場合と同様に有機
ポリマーから成る膜状の支持体に−にに、写真乳剤層が
塗布により積層されている。更にこの写真乳剤層は、感
光材料の基本となる電子材料であるところの１７ｚｍ前
後の大きさのハロゲン化銀写真乳剤微結晶が実質的に絶
縁体であるゼラチンバインダー中に分散されている不均
一系である。
従って、これら一般に電子材料とよばれる材料の全てを
対称とする材料評価装置が開発が要望されている。
対称とする材料評価装置が開発が要望されている。
そこでこの発明者等はハロゲン化銀写真乳剤のような絶
縁体中に分散された微結晶に適用できる電子トラップ検
出の材料評価装置を開発した。これはバンド間励起によ
り結晶内に自由電子及び自由正孔を発生させ、また自由
電子をマイクロ波吸収により検出するものでハロゲン化
銀写真乳剤微結晶のみならず、自由電子及び／または自
由正孔の評価すべき材料の直接注入及び読み出しが実質
的に不可能な多くの糸に適用できる。
縁体中に分散された微結晶に適用できる電子トラップ検
出の材料評価装置を開発した。これはバンド間励起によ
り結晶内に自由電子及び自由正孔を発生させ、また自由
電子をマイクロ波吸収により検出するものでハロゲン化
銀写真乳剤微結晶のみならず、自由電子及び／または自
由正孔の評価すべき材料の直接注入及び読み出しが実質
的に不可能な多くの糸に適用できる。
しかしながら、測定に当って測定試料をマイクロ波光伝
導測定装置の試料キャビティー内の液体窒素用デユア−
内に入れ、液体窒素を注入することにより液体窒素温度
（７７Ｋ）付近にまで、一旦冷却しその後前記デユア−
内の液体窒素を排出し、自然放置による温度上昇を行な
わせパルス光励起による測定試料中に誘起される過渡光
伝導現象から材料の評価を行なう装置を開発した。とこ
ろでこの測定試料の温度変化は、最低温度が前記窒素温
度付近であり、最高温度が試料キャビティーの温度付近
であって温度変化範囲が限定されており、かつ最低温度
から最高温度までの温度変化に要する時間は、一般に使
用される前記デユア−等によりほぼ一義的に決定される
。このように、温度変化での変化領域及び変化時間の大
きな制約が必然的にある。
導測定装置の試料キャビティー内の液体窒素用デユア−
内に入れ、液体窒素を注入することにより液体窒素温度
（７７Ｋ）付近にまで、一旦冷却しその後前記デユア−
内の液体窒素を排出し、自然放置による温度上昇を行な
わせパルス光励起による測定試料中に誘起される過渡光
伝導現象から材料の評価を行なう装置を開発した。とこ
ろでこの測定試料の温度変化は、最低温度が前記窒素温
度付近であり、最高温度が試料キャビティーの温度付近
であって温度変化範囲が限定されており、かつ最低温度
から最高温度までの温度変化に要する時間は、一般に使
用される前記デユア−等によりほぼ一義的に決定される
。このように、温度変化での変化領域及び変化時間の大
きな制約が必然的にある。
一方、パルス光励起により測定試料中に誘起される過渡
光伝導現象の減衰時間は、この試料の主たる構成要素で
ある材料の木質的物性物理特性及びこの材料中の電子ト
ラップ及び／または正孔トラップ等の数、熱エネルギー
深さ及びこれらのトラップの電子または正孔を捕獲する
確率に関連のあるパラメータである電子捕獲断面積及び
正孔捕獲断面積に大きく依存する。具体的には、前記種
々の電子材料それぞれの被測定試料により、この測定試
料の前記過渡光伝導現象の減衰時間は、数桁の範囲に渡
って変化する。更には、この減衰時間は大きな温度依存
性を一般的に原理的に持っている。
光伝導現象の減衰時間は、この試料の主たる構成要素で
ある材料の木質的物性物理特性及びこの材料中の電子ト
ラップ及び／または正孔トラップ等の数、熱エネルギー
深さ及びこれらのトラップの電子または正孔を捕獲する
確率に関連のあるパラメータである電子捕獲断面積及び
正孔捕獲断面積に大きく依存する。具体的には、前記種
々の電子材料それぞれの被測定試料により、この測定試
料の前記過渡光伝導現象の減衰時間は、数桁の範囲に渡
って変化する。更には、この減衰時間は大きな温度依存
性を一般的に原理的に持っている。
従って、このような装置において、温度変化での前記最
高温度の上限及び前記変化時間に上限が実質的に存在す
ることにより、前記種々の電子材料金てにわたり、材料
の前記種々の評価を行なうことは原理的に困難である。
高温度の上限及び前記変化時間に上限が実質的に存在す
ることにより、前記種々の電子材料金てにわたり、材料
の前記種々の評価を行なうことは原理的に困難である。
発明の目的
この発明はこのような実情を背景にしてなされたもので
、連続温度掃引可能な温度制御部を備え、これにより材
料の評価において温度変化での変化領域及び変化時間の
制約や温度変化での最高温度の上限及び変化時間の上限
に制約かなくなり、種々の全ての電子材料についてそれ
らの使用用途からの要求に起因する極めて種々雑多の性
質、形状及び形態の違いに無関係に、それら全ての材料
中の電子トラップ及び／または正孔トラップの定性的か
つ定量的な検出が可能で、しかも得られた測定情報が計
３を機により簡単かつ確実に高速処理できる試料評価装
置を提供することを目的としている。
、連続温度掃引可能な温度制御部を備え、これにより材
料の評価において温度変化での変化領域及び変化時間の
制約や温度変化での最高温度の上限及び変化時間の上限
に制約かなくなり、種々の全ての電子材料についてそれ
らの使用用途からの要求に起因する極めて種々雑多の性
質、形状及び形態の違いに無関係に、それら全ての材料
中の電子トラップ及び／または正孔トラップの定性的か
つ定量的な検出が可能で、しかも得られた測定情報が計
３を機により簡単かつ確実に高速処理できる試料評価装
置を提供することを目的としている。
発明の構成
この発明は前記の目的を達成するために、測定試料中に
誘起される過渡光伝導現象から材料の評価を行なう材料
評価装置において、前記測定試料の測定温度を連続的に
変化させる温度制御部を備え過渡光伝導現象に関する情
報を出方するマイクロ波光伝導測定装置と、このマイク
ロ波光伝導測定装置からの過渡光伝導現象に関する情報
を電気信号として入力可能な計算機とからなることを特
徴としている。
誘起される過渡光伝導現象から材料の評価を行なう材料
評価装置において、前記測定試料の測定温度を連続的に
変化させる温度制御部を備え過渡光伝導現象に関する情
報を出方するマイクロ波光伝導測定装置と、このマイク
ロ波光伝導測定装置からの過渡光伝導現象に関する情報
を電気信号として入力可能な計算機とからなることを特
徴としている。
実施例
以下、この発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第１図はこの発明の材料評価装置のブロック図であり、
試料キャビティーｌ内の測定試料２を光源３によりパル
ス光励起する。この光源３は測定試料２にパルス状の光
を照射可能であれば光源そのものは制限されない。
試料キャビティーｌ内の測定試料２を光源３によりパル
ス光励起する。この光源３は測定試料２にパルス状の光
を照射可能であれば光源そのものは制限されない。
前記パルス光励起に起因する過渡光伝導現象を、マイク
ロ波光伝導測定装置Ａにより検出する。このマイクロ波
光伝導測定装置Ａは測定試料２の温度を測定する温度測
定部４と、測定温度情報を電気信号とじ出方可能な測定
温度情報出力部５と、連続温度掃引可能な温度制御部６
と、マイクロ波光伝導測定部７．マイクロ波光伝導シグ
ナル出方部８とから構成されている。
ロ波光伝導測定装置Ａにより検出する。このマイクロ波
光伝導測定装置Ａは測定試料２の温度を測定する温度測
定部４と、測定温度情報を電気信号とじ出方可能な測定
温度情報出力部５と、連続温度掃引可能な温度制御部６
と、マイクロ波光伝導測定部７．マイクロ波光伝導シグ
ナル出方部８とから構成されている。
前記測定試料２は一旦冷却後連続温度掃引可能な温度制
御部６により温度制御されつつ連続的な温度上昇により
、リアルタイムで過渡光伝導現象が測定される。
御部６により温度制御されつつ連続的な温度上昇により
、リアルタイムで過渡光伝導現象が測定される。
そしてマイクロ波光伝導シグナル出力部８から出力され
る前記過渡伝導現象に関する時系列電気信号は波形処理
装置Ｂの波形入力部９に入力される。この波形処理装置
Ｂは波形入力部９、波形処理部１０及び波形処理出方部
】ｌとから構成されている。そしてこの波形処理装置Ｂ
は時系列電気信号を入力し、この入力時系列電気信号の
各時刻での入力電気シグナルに対応する時系列電気信号
を電気的処理を加えることによって出力する。波形処理
装置Ｂはこのような機能を有していれば特に限定されな
い。
る前記過渡伝導現象に関する時系列電気信号は波形処理
装置Ｂの波形入力部９に入力される。この波形処理装置
Ｂは波形入力部９、波形処理部１０及び波形処理出方部
】ｌとから構成されている。そしてこの波形処理装置Ｂ
は時系列電気信号を入力し、この入力時系列電気信号の
各時刻での入力電気シグナルに対応する時系列電気信号
を電気的処理を加えることによって出力する。波形処理
装置Ｂはこのような機能を有していれば特に限定されな
い。
前記波形処理装置Ｂからの出力とマイクロ波光伝導測定
装置Ａの測定温度情報出力部５からの出力は計算機Ｃの
データ入力部１２に入力される。この計算機Ｃはデータ
入力部１２と、データ処理部１３、データ出力部１４を
有するデータ処理系り及びシステム制御部１５、システ
ム制御データ出力部１６を有するシステム制御系Ｅを備
えている。そしてデータ処理系りにおいて、波形処理装
置Ｂから電気信号として出力された過渡光伝導現象に関
する情報と、マイクロ波光伝導測定装置Ａの測定温度情
報出方部５より電気信号として出力される温度情報を関
連づけてデータ処理される。
装置Ａの測定温度情報出力部５からの出力は計算機Ｃの
データ入力部１２に入力される。この計算機Ｃはデータ
入力部１２と、データ処理部１３、データ出力部１４を
有するデータ処理系り及びシステム制御部１５、システ
ム制御データ出力部１６を有するシステム制御系Ｅを備
えている。そしてデータ処理系りにおいて、波形処理装
置Ｂから電気信号として出力された過渡光伝導現象に関
する情報と、マイクロ波光伝導測定装置Ａの測定温度情
報出方部５より電気信号として出力される温度情報を関
連づけてデータ処理される。
一方システム制御系Ｅは所定のプログラムによって光源
３とマイクロ波光伝導測定装置Ａの温度制御部６及び波
形処理装置Ｂをシステム制御するようになっている。こ
のようにしてマイクロ波光伝導測定装置Ａの温度制御部
６により測定試料２の測定温度を連続的に変化させつつ
前記光ｒＡ３の操作によりパルス光励起を繰返し、複数
の温度での過渡光伝導現象に関する情報を前記波形処理
装置Ｂから出力する。これにより、前記のように計算機
Ｃでデータ処理される。
３とマイクロ波光伝導測定装置Ａの温度制御部６及び波
形処理装置Ｂをシステム制御するようになっている。こ
のようにしてマイクロ波光伝導測定装置Ａの温度制御部
６により測定試料２の測定温度を連続的に変化させつつ
前記光ｒＡ３の操作によりパルス光励起を繰返し、複数
の温度での過渡光伝導現象に関する情報を前記波形処理
装置Ｂから出力する。これにより、前記のように計算機
Ｃでデータ処理される。
この発明によるパルス光励起による電子の熱放出確率の
温度依存性を示す測定結果の一例を第２図に例示する。
温度依存性を示す測定結果の一例を第２図に例示する。
測定試料はゼラチン中に分散された約ｌｐＬｍ八面体の
ＡｇＢｒ写真乳剤微結晶をＴＡＣフィルム上に公知の方
法によって塗布したもを用いている。従来の測定装置に
よる測定結果を黒点で示し、この発明による測定結果を
白点で示している。
ＡｇＢｒ写真乳剤微結晶をＴＡＣフィルム上に公知の方
法によって塗布したもを用いている。従来の測定装置に
よる測定結果を黒点で示し、この発明による測定結果を
白点で示している。
ところで従来の測定装置では、１回の温度掃引では１点
しかプロットできず、この測定値は４回の温度掃引によ
って得た。また測定値もバラツキがありそのものの信頼
性も低く再現性も悪い。
しかプロットできず、この測定値は４回の温度掃引によ
って得た。また測定値もバラツキがありそのものの信頼
性も低く再現性も悪い。
この発す１は１回の温度掃引で４点の測定値が得られ大
幅な測定時間の短縮が達成できる。そしてアレニウスプ
ロットにより電子トラップの深さに相当する活性化エネ
ルギーが得られ、測定値にバラツキがなく温度変化に対
して直線性があり信頼性と、測定値の再現性が向上した
。
幅な測定時間の短縮が達成できる。そしてアレニウスプ
ロットにより電子トラップの深さに相当する活性化エネ
ルギーが得られ、測定値にバラツキがなく温度変化に対
して直線性があり信頼性と、測定値の再現性が向上した
。
発明の効果
この発明は前記のように、このパルス光励起に起因する
過渡光伝導現象を温度制御部により、試料測定温度を連
続的に変化させつつ検出するようになしたから、材料の
評価において温度変化での変化領域及び変化時間の制約
がなくなり、しかも温度変化での最高温度の上限及び変
化時間の上限に制約がなくなり、種々の全ての電子材料
についてそれらの使用用途からの要求に起因する極めて
種々雑多の性質、形状及び形態の違いに無関係に、それ
ら全ての材料中の電子トラップ及び／または正孔トラッ
プの定性的かつ定量的な検出が可能となる。そして計算
機により測定情報が簡単かつ確実にデータ処理でき、処
理高速の高速化と測定値の信頼性が一層向上する。
過渡光伝導現象を温度制御部により、試料測定温度を連
続的に変化させつつ検出するようになしたから、材料の
評価において温度変化での変化領域及び変化時間の制約
がなくなり、しかも温度変化での最高温度の上限及び変
化時間の上限に制約がなくなり、種々の全ての電子材料
についてそれらの使用用途からの要求に起因する極めて
種々雑多の性質、形状及び形態の違いに無関係に、それ
ら全ての材料中の電子トラップ及び／または正孔トラッ
プの定性的かつ定量的な検出が可能となる。そして計算
機により測定情報が簡単かつ確実にデータ処理でき、処
理高速の高速化と測定値の信頼性が一層向上する。
第１図はこの発明の一実施例を示すプロ・ンク図、第２
図は電子の熱放出確率の温度依存性を示す図である。 Ａ・・・マイクロ波光伝導測定装置 Ｂ・・・波形処理
装置 Ｃ・・・計算機 Ｄ・・・データ処理系 Ｅ・・
・システム制御系 ２・・・測定試料 ６・・・温度制
御部時 許 出 願 人 小西六写真工業株式会社第１
図 第２図 １０００７Ｔ（Ｋ１）
図は電子の熱放出確率の温度依存性を示す図である。 Ａ・・・マイクロ波光伝導測定装置 Ｂ・・・波形処理
装置 Ｃ・・・計算機 Ｄ・・・データ処理系 Ｅ・・
・システム制御系 ２・・・測定試料 ６・・・温度制
御部時 許 出 願 人 小西六写真工業株式会社第１
図 第２図 １０００７Ｔ（Ｋ１）
Claims (1)
- 測定試料中に誘起される過渡光伝導現象から材料の評価
を行なう材料評価装置において、前記測定試料の測定温
度を連続的に変化させる温度制御部を備え過渡光伝導現
象に関する情報を出力するマイクロ波光伝導測定装置と
、このマイクロ被送伝導測定装置からの過渡光伝導現象
に関する情報を電気信号として入力可能な計算機とから
なることを特徴とする材料評価装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16880983A JPS6060544A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 材料評価装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16880983A JPS6060544A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 材料評価装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6060544A true JPS6060544A (ja) | 1985-04-08 |
Family
ID=15874891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16880983A Pending JPS6060544A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 材料評価装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6060544A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100536518B1 (ko) * | 1999-09-29 | 2005-12-14 | 고등기술연구원연구조합 | 유기 박막의 열 특성 측정 장치 |
-
1983
- 1983-09-13 JP JP16880983A patent/JPS6060544A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100536518B1 (ko) * | 1999-09-29 | 2005-12-14 | 고등기술연구원연구조합 | 유기 박막의 열 특성 측정 장치 |
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