2002 Fiscal Year Annual Research Report
多孔質シリコン3次元周期構造作製その構造・特性評価
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14550326
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
前濱 剛廣 琉球大学, 工学部, 助教授 (60045044)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
曽根川 富博 琉球大学, 工学部, 助手 (20295299)
比嘉 晃 琉球大学, 工学部, 助教授 (50228699)
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| Keywords | 多孔質シリコン / フォトニック結晶 / 3次元周期構造 / 陽極化成 / X線ロッキングカーブ / X線2結晶法 / 走査電子顕微鏡 |
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| Research Abstract |
シリコンをHF溶液中において臨界電流密度以下で陽極化成すると多孔質シリコン層が形成される.その多孔質層は,多孔度に対応して屈折率も変化し,多孔度は陽極化成電流密度で容易に制御できる.この性質を利用して,電流密度を低高と周期的に変調し,第1層の多孔質シリコンの格子パターンを下層に自己クローニングして作製する,屈折率変調多孔質シリコン3次元周期構造(PS3DPS)の作製手法を確立し,フォトニック結晶作製に応用することがこの研究の狙いである.
これまで,1辺20μmの格子パターンを層厚さ5μmで5層自己クローニングしたPS3DPSの作製に成功している.本研究では,赤外領域の光に反応する1辺が約1μmサイズのPS3DPSの作製を目指している.1μmサイズのPS3DPSの作製の基礎データを得るため,1μm層厚の1次元周期構造の形成特性を,走査電子顕微鏡及びX線2結晶法で詳細に調べた.その結果,(1)低電流密度層は層数を重ねても層厚に変化は見られないが,高電流密度層は層数を重ねるごとに層厚が徐々に減少すること,(2)1周期を構成する層の屈折率差を大きくするため低・高電流密度差を大きくすると,ある層数重ねると周期構造層の剥離が生じることなどがわかった.剥離の生じない程度に電流密度を調整し,低,高電流密度をそれぞれ10mA,50mAで各層厚1μにした20層1次元周期構造のX線ロッキングカーブの測定により,ほぼ設計通りの1次元周期構造が形成されていることが確認された.
現在は,以上のデータを下に,目標とする1μmサイズのPS3DPSの作製を試みる段階にある.
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