2006 Fiscal Year Annual Research Report
量子サイズシリコンの光・電子・音響特性の解明と情報機能統合
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18206039
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
越田 信義 東京農工大学, 大学院共生科学技術研究院, 教授 (50143631)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
BERNARD Gelloz 東京農工大学, 大学院共生科学技術研究院, 助手 (40343157)
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| Keywords | ナノシリコン / 量子閉じ込め効果 / 可視発光 / EL素子 / 弾道電子放出 / 負イオン生成 / 超音波放出 / 機能集積 |
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| Research Abstract |
研究計画の各課題について,個別特性の向上から、素子化プロセス技術の確立、さらに情報機能統合の基本設計に至る一連の研究を進めた。得られた主な成果をまとめる。
A.ナノシリコンの構造・表面制御による高効率・高安定PL発光の実現
ナノシリコンに対する高圧水蒸気アニール技術の効果を詳細に解析し、表面の終端制御がPL発光を著しく高効率・高安定にすることを裏付けた。また、このアニールは安定で再現性のある青色PL発光を可能とすること、シリコンナノ細線の光学的構造的性質の安定化にも有効であることを示した。
B.エレクトロルミネセンス(EL)素子およびフォトニック素子の開発
前記アニール技術をEL発光素子の作製プロセスに導入した結果、PLと同様の効果が得られ、EL素子の長期安定性を大幅に改善できた。さらに、光共振器、導波路、発光性メモリ、光導電など、光素子全般にわたって高圧水蒸気アニールが特性向上に不可欠なプロセスであることを明らかにした。
C.弾道電子放出の解析と応用
ナノシリコン弾道電子エミッタの適用範囲を真空以外に広げ、種々の常圧気体においても動作することを確認した。また、発光特性を向上する前記アニールが、ナノシリコンドット間界面の電子トラップを低減させ、常圧気体中動作の安定化に有効に作用すること、空気中では負イオン生成源として応用可能であることを示した。さらに弾道電子と発光を組み合わせた機能融合素子も試作開発した。
D.超音波放出の長期安定化と応用
ナノシリコンからの熱誘起超音波放出特性を実用レベルで長期安定化する素子作製技術を確立した。周波数特性の広帯域性と出力の低ひずみ率を生かした応用として、生物超音波音声音の再生に成功し、素子のアレイ化による音波指向性制御についても基本動作を確認した。
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[Journal Article] Fabrication of active-matrix high-efficiency electron emission device and its application to high-sensitivity image sensing2006
Author(s)
N.Negishi, R.Tanaka, T.Nakada, K.Sakemura, Y.Okuda, H.Satoh, A.Watanabe, T.Yoshikawa, K.Ogasawara, M.Nanba, S.Okazaki, K.Tanioka, N.Egami, N.Koshida
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Journal Title
J. Vac. Sci. Technol. B 24
Pages: 1021-1025
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