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Development of method for the control of localized modes in semiconductor nanorod array structures and their applications

Research Project

Project/Area Number 17K05016
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Nano/Microsystems
Research InstitutionHokkai-Gakuen University (2019)
Hokkaido University (2017-2018)

Principal Investigator

Fujiwara Hideki  北海学園大学, 工学部, 教授 (10374670)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsランダムレーザー / ナノロッドアレイ / 局在場 / 酸化亜鉛 / レーザー誘起水熱合成法 / ナノロッドアレイ構造 / 光局在場 / ランダム構造 / レーザー誘起水熱合成 / 水熱合成
Outline of Final Research Achievements

I proposed a method for fabricating ZnO nanorod array random lasers using a laser-induced hydrothermal synthesis method, and by systematically investigating the irradiation laser intensity and time, I succeeded to find the fabrication conditions for minimizing their threshold. Also, I applied this method to a plasmonic nanostructures and proposed a novel plasmon-assisted hydrothermal synthesis method, by which ZnO can selectively be synthesized at specific sites on a gold nanostructure. In addition, as another laser processing for the fabrication of random lasers, I also developed a simple method for fabricating random structures directly on GaN and GaAs thin films, in which only irradiation with strong laser pulses on the thin-film surface, the surface is roughened and random lasers in UV and near-infrared regions were able to be induced.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ランダムレーザーは強度ムラの無い新規な光源として全視野イメージングやセンサー、殺菌用光源として幅広い応用が期待されているが、ランダムさのために電気駆動化やモード制御が困難であるといった問題がある。これに対し本研究では、レーザープロセス技術の応用により、光局在場の制御を可能とする2次元ランダムレーザーの作製・制御技術の開発を試みた。その結果、様々な形態のランダム構造を基板上に作製する新しい作製方法の提案に成功し、作製条件の最適化により低しきい値化が可能となることを示した。本成果は、2次元ランダム構造を半導体基板上に簡便安価に作製する新規手法を提供し、電流駆動化に向けた一歩となると期待される。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (63 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 4 results) Presentation (36 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 8 results) Book (1 results) Remarks (13 results)

  • [Journal Article] Localized ZnO Growth on a Gold Nanoantenna by Plasmon-Assisted Hydrothermal Synthesis2020

    • Author(s)
      H. Fujiwara,T. Suzuki,C. L. Pin and K. Sasaki
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 20 Issue: 1 Pages: 389-394

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.9b04073

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    • Author(s)
      C. L. Pin,R. Otsuka,H. Fujiwara and K. Sasaki
    • Journal Title

      EPJ Web of Conferences

      Volume: 225 Pages: 16002-16002

    • DOI

      10.1051/epjconf/201921516002

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    • Author(s)
      T. Wada and H. Ishihara
    • Journal Title

      Proc. SPIE 11141, Optical Manipulation and Structured Materials Conference

      Volume: 1114101 Pages: 1114101-34

    • DOI

      10.1117/12.2535563

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    • Author(s)
      藤原 英樹、クリストフ パン、笹木 敬司
    • Journal Title

      光アライアンス

      Volume: 7 Pages: 1-4

    • NAID

      40021950949

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      Hideki Fujiwara, Keiji Sasaki
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 113 Issue: 17 Pages: 171606-171606

    • DOI

      10.1063/1.5040551

    • NAID

      120006732894

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      Hideki Fujiwara, Hideo Kaiju, Junji Nishii, Keiji Sasaki
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 113 Issue: 13 Pages: 131108-131108

    • DOI

      10.1063/1.5040720

    • NAID

      120006725825

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      Takeshi Tsuji, Shota Sakaki, Hideki Fujiwara, Hirotsugu Kikuchi, Masaharu Tsuji, Yoshie Ishikawa, Naoto Koshizaki
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      Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 122 Issue: 37 Pages: 21659-21666

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b05911

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      Proceedings of SPIE

      Volume: 10712 Pages: 4-4

    • DOI

      10.1117/12.2319268

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      藤原 英樹、パン クリストフ、笹木 敬司
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      Hideki Fujiwara, Ryo Niyuki, Keiji Sasaki
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      Journal of Physics Communications

      Volume: 2 Issue: 3 Pages: 035022-035022

    • DOI

      10.1088/2399-6528/aab2d3

    • NAID

      120006471029

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    • Author(s)
      Fujiwara Hideki、Sasaki Keiji
    • Journal Title

      Proceedings of the Optofluidics 2017

      Volume: - Pages: 04196-04196

    • DOI

      10.3390/optofluidics2017-04196

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  • [Journal Article] Localized field control at the nano-scale2017

    • Author(s)
      Hideki Fujiwara, Yuki Yasuda, Hiroaki Orita, Shutaro Ishida, and Keiji Sasaki
    • Journal Title

      Proceedings of SPIE

      Volume: 10252 Pages: 1025216-1025216

    • DOI

      10.1117/12.2269158

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      藤原 英樹
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      鈴木達朗、藤原 英樹、笹木 敬司
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      藤原英樹、笹木敬司
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    • Organizer
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      藤原英樹
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      藤原英樹、笹木敬司(第9章9節担当)
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      483
    • Publisher
      技術情報協会
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      https://sites.google.com/view/hfujiwara

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      https://www.hgu.jp/info/ed-research/20200121-02.html

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      https://dempa-digital.com/article/42601

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      http://www.optronics-media.com/news/20200123/62520/

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      http://optsys.es.hokudai.ac.jp/fuji/fuji1.html

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  • [Remarks] ResearcherID (D-7313-2012)

    • URL

      http://www.researcherid.com/rid/D-7313-2012

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  • [Remarks] ORCID

    • URL

      https://orcid.org/0000-0003-1955-6415

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  • [Remarks] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/read0065256/

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  • [Remarks] 電子科学研究所光システム物理研究分野ホームページ

    • URL

      http://optsys.es.hokudai.ac.jp/

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  • [Remarks] Rsearch gate

    • URL

      https://www.researchgate.net/

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  • [Remarks] Researcher ID

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      http://www.researcherid.com/rid/D-7313-2012

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  • [Remarks] google scholar

    • URL

      https://scholar.google.co.in/citations?user=dKML9kMAAAAJ&hl=en

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  • [Remarks] ResearchMap

    • URL

      https://researchmap.jp/read0065256

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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