1998 Fiscal Year Annual Research Report
精密ドーピングによる高感度光応答性シリカガラス材料の開発とデバイス評価
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09555197
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| Research Institution | TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY |
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Principal Investigator |
細野 秀雄 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (30157028)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
植田 和茂 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助手 (70302982)
真田 和夫 (株)フジクラ, 光デバイス部, 部長
西井 準治 大阪工業技術研究所, 光機能材料部, 主任研究官
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| Keywords | GeO_2-SiO_2ガラス / 光誘起屈折率変化 / 長残光蛍光 / イオン注入 / GeO_2 |
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| Research Abstract |
本年度の研究成果は以下のようにまとめられる。
(1) GeO_2-SiO_22成分系のスパッター法で作製したガラス薄膜にArFエキシマーレーザ光を照射することで2〜4%にもおよぶ屈折率の減少を見出した。これは5〜20%の体積膨張に起因するものであった。GeO_2濃度が20%以下では僅かな照射による体積減少と屈折率増加され、これまで報告されてきたファイバーのそれと定性的に同じであったが、20%以上の組成域で上記の現象が初めて観測された。
(2) バルクGeO_2ガラスにYAG:Ndレーザーの第3高調波355nmの光を照射すると3×10^<-4>の屈折率の増大が見られることをZ-スキャン法で見出した。この大きさはGe-ドープファイバーにAr488nm光照射と同程度であり、ファイバーがGeO_2とSiO_2がナノメートルサイズで不均質になっていることを考慮し、いずれも2光子吸収過程で現象がおこっていると考えると合理的であることがわかった。
(3) VAD法で作製したGeO_2ドープシリカガラスにプロトンをイオン注入すると、ナノサイズのGe結晶が室温で生成することを見出した。生成する領域は電子励起によるエネルギー附与がピークとなる深さであり、また、Heではこのような現象を生じなかったことから電子励起効果とプロトンとGeO_2相中の酸素との化学的相互作用が合わさって誘起されたと考察した。これまでGeのイオン注入でコロイドを生成した報告はあるが、基板から析出させた例は初めてである。極めて深い領域にコロイドを生成できるという特徴がある。
(4) ZnO-B_2O_3-SiO_2ガラスにTb^<3+>をドープして作製したガラスが紫外線照射により長残光蛍光を発することを見出した。Tb^<3+>の近傍に酸素欠陥が生成し、そこに光電子が捕獲されることで準安定な電子のドナーができ、これとTb^<4+>との再結合が観察された長残光蛍光のオリジンであろうと推測された。
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[Publications] 細野秀雄: "ワイドギャップ誘電性アモルファス酸化物の化学設計と電子輸送特性" 応用物理. 67. 560-563 (1998)
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[Publications] 細野秀雄: "N-tpye conducting amorphous chalcogenide CdS-In_2S_x" Journal of Non-Crystalline Solids. 227. 804-809 (1998)
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[Publications] 嶋川 晃一: "Free carrier absorption in transparent conducting oxides" Journal of Non-Crystalline Solids. 227. 513-516 (1998)
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[Publications] 細野秀雄: "Formation of electronic conducting amorphous WO3 thin films by ion implantation" Journal of Non-Crystalline Solids. 241. 190-194 (1998)
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[Publications] 田中啓司: "Photoconduction on multicomponent oxide glasses" Journal of Non-Crystalline Solids. 224. 43-49 (1998)
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[Publications] 細野秀雄: "Excimer Laser Crystallization of Amorphous ITO and Its Application to Fine Pattern-ing" Japanese Journal of Applied Physics. 37. L1119-1121 (1998)
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[Publications] 宮川 仁: "Large Enhancement of WO3 Thin Films Produced by Ion Implantation" Journal of Applied Physics. 84. 5610-5612 (1998)
