2014 Fiscal Year Annual Research Report
深紫外領域における窒化物半導体上の局在表面プラズモン共鳴現象に関する研究
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25600090
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
平松 和政 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50165205)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三宅 秀人 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70209881)
元垣内 敦司 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00303751)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 窒化物半導体 / 金属 / 表面プラズモン / 深紫外領域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、紫外、可視、赤外で優れた発光材料の窒化物半導体と、ナノ金属粒子表面の微小空間内に増強電磁波を閉じ込め可能な局在表面プラズモン共鳴現象（LSPR）とを融合し、深紫外領域における新規の光物性を見出し、及び光デバイスを開拓することである。本研究の目的は下記の通りである。① AlNステップ制御エピタキシーによりステップ端に10 - 30 nmのAl粒子を形成すること、② 窒化物半導体上で深紫外光（波長250nm以下）のLSPRをはじめて実証すること、③ 深紫外領域での新規光デバイスの可能性を探索し、次期の開発研究につなげること。平成26年度は、昨年度に引き続き、可視領域での表面プラズモン現象に関する実験を進め、2層型ワイヤーグリッド偏光子における異常透過現象の考察、2次元金属回折格子構造を用いたフィルター特性、1次元金属回折格子構造を用いた表面プラズモンセンサーに関して成果を得ることができ、近紫外領域での表面プラズモン共鳴における指針を得ることができた。
まず、2層型ワイヤーグリッド偏光子については、シミュレーションを行いTM偏光の透過率のピーク角度が周期によって変化することを表面プラズモン共鳴による異常透過現象から説明できることを明らかにした。
次にこの2層型ワイヤーグリッド構造を応用し、2次元金属回折格子構造を作製し、構造によって反射率を制御できることを明らかにした。
最後に1次元回折格子構造を用いて表面プラズモンセンサーを作製し、屈折率が1.65の1-ブロモナフタレンが検出できることを明らかにした。
以上の結果を踏まえ、将来AlやIn等の金属を用いることで紫外線領域での表面のプラズモン共鳴を用いた光学デバイス作製の指針を得ることができた。
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