2005 Fiscal Year Annual Research Report
多光子吸収による窒化物半導体の3次元ナノスケールイメージング
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16310076
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
戸田 泰則 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00313106)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
足立 智 北海道大学, 大学院・工学研究斜, 助教授 (10221722)
荒川 泰彦 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (30134638)
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| Keywords | 窒化物半導体 / 非線形分光 / 励起子 / 四光波混合分光 / 二光子吸収 / 時間分解分光 |
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| Research Abstract |
本研究では窒化物半導体を対象とした3次元イメージングの開発を進めている。とくにプローブ技術では測定困難な深さ方向のナノスケールイメージングを実現するために、非線形光学遷移を利用した時空間計測技術の確立を目的としている。
これまでに我々は、GaNの多光子遷移過程を調査し、不純物に起因する局在準位の共鳴を過渡吸収スペクトルの中に見出した。これを利用した回折限界程度の空間分解能を有する3次元的なイメージングを実現した。また非線形光学過程を利用した別の計測手法として、四光波混合分光(FWM)を利用した高感度歪計測を実現し、偏光度に着目すると線形分光の10倍の感度増強が実現できた。これをもとに新しい計測手法としてPCT出願を行い、X線回折と同程度の分解能を持ち、空間分解可能な光学系の作製を企業と共同で開発中である。
3次元イメージングにより得られる物性パラメータの幅を広げるために、今年度はさらに過渡回折格子を用いたスピン緩和測定と四光波混合分光の指向性を利用した新しい時空間イメージング技術の開発に着手した。前者に関してはバルク窒化物半導体のスピン緩和がきわめて高速であることを明らかにした。後者に関しては量子ビートの時間分解イメージングに成功し、空間的なマッピングへの道筋を示すことができた。最終年度はこの手法をさらに発展させ、3次元イメージングの可能性について調査していく。
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