2010 Fiscal Year Annual Research Report
半導体微粒子と金属ナノ構造が一体となった系からの表面プラズモン誘導放射と応用
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22760050
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
中村 俊博 群馬大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90451715)
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| Keywords | 半導体 / ランダムレーザー |
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| Research Abstract |
平成22年度は以降の研究の準備段階として、種々の金属ナノ構造の表面プラズモンと共鳴させるために、様々な波長域でランダムレーザー発振が生じる半導体材料の検討を行った。以下に、主な具体的な成果を述べる。
1.ZnSe微粒子の青色ランダムレーザー発振現象の観測
これまで報告されているランダムレーザーに関する研究では、ZnO粉末を用いた紫外域でのレーザー発振の観測がほとんどであった。そこで、本研究では実用上、重要である可視域でのランダムレーザー発振を観測するために、利得材料として2.7eVのバンドギャップエネルギーを持つZnSeに注目した。多結晶ZnSeを機械的に粉砕して、粒径が約数百nmの程度の微粒子を作製した。励起強度がある閾値より小さい場合は波長475nm付近にブロードな自然放出光しか観測されないが、閾値を超えると非常にシャープなレーザー発振線が観測することができた。本研究により半導体材料では初めての可視光(青色)でのランダムレーザー発振の観測に成功した。
2.GaAs微粒子における近赤外ランダムレーザー発振現象の観測
ランダムレーザー発振は、精密な共振器構造を必要としないため簡易なレーザー発振源として注目されているが、この現象は実用的なデバイスにするために解決すべき問題点として、共鳴型の共振器構造を持たないため発振特性の制御が困難であることが挙げられる。本研究では、以上の問題点を踏まえて、GaAs粉末を用いた温度依存性を持ったランダムレーザー発振の観測を試み、発振メカニズムの解明を行った。その結果、GaAs粉末を用いたランダムレーザーでは、GaAs本来が持つ利得係数の温度依存性に従って、発振波長および、発振閾値が決定されることを見出した。
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