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3次元サブミクロン周期構造中へ活性材料を取り入れる技術と素子応用の研究

Research Project

Project/Area Number 12875057
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionGunma University (2001)
Tohoku University (2000)

Principal Investigator

花泉 修  群馬大学, 工学部, 助教授 (80183911)

Project Period (FY) 2000 – 2001
Project Status Completed (Fiscal Year 2001)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2001: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2000: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Keywordsフォトニック結晶 / フォトニックバンドギャップ / CdS / SiO_2 / Si / TiO_2 / TEA法 / フォトルミネッセンス / InGaAs / InGaAlAs / MQW
Research Abstract

活性材料により構成されたフォトニック結晶は遮断域のフォトニックバンドギャップによる零しきい値レーザの可能性があり,フォトニック結晶の提唱以来主要な応用デバイスとされている。透過域においてもフォトニック結晶は大きな異方性や高い分散性を持つため,例えば,特定の偏波のみを放射する発光素子への応用も可能である。
我々は,偏波制御性や導波路との接続特性に優れたフォトニック結晶発光素子の実現を目指し,CdSを3次元サブミクロン周期構造中に取り入れるプロセスの検討を行い,これを実証した。また,取り入れられたCdSからの光励起による発光も確認した。さらに,TiO_2/air/CdS 2Dフォトニック結晶構造を形成し面垂直方向に大きな偏波依存性を確認した。
初めに,自己クローニングによりSi/SiO_23次元フォトニック結晶を作製する。Siを一部除去し,その空隙にTEA法と呼ばれる溶液浸漬法によりCdSを形成し,CdS/SiO_23次元フォトニック結晶を作製した。TEA法のサイクルが1回及び2回の場合のCdSの充填率はそれぞれ65%,100%であった。サイクル数により充填率を調整できることが分かった。
次に,発光の偏波依存性を観測するために,TiO_2/SiO_22次元フォトニック結晶においてSiO_2を一部除去し,TiO_2/air構造中にCdSを低充填率で取り入れるプロセスを開発した。面垂直方向のフォトルミネッセンススペクトルに大きな偏波依存性があることを初めて観測した。本技術を発展させることにより,偏波制御性や導波路との接続特性にも優れたフォトニック結晶発光素子への応用が可能である。

Report

(2 results)
  • 2001 Annual Research Report
  • 2000 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All Other

All Publications (4 results)

  • [Publications] O. Hanaizumi: "Introducing CdS into two- and three-dimensional photonic crystals"Optical and Quantum Electronics. Vol.34, No.1/3. 71-77 (2002)

    • Related Report
      2001 Annual Research Report
  • [Publications] O.Hanaizumi: "Introducing CdS into two-and three-dimensional photonic crystals"Optical and Quantum Electronics. (in press).

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] O.Hanaizumi: "Frontiers related with automatic shaping of photonic crystals"IEICE Trans.Electronics. vol.E83-C no.6. 912-919 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report
  • [Publications] 花泉修: "フォトニック結晶と機能材料の複合技術"電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会講演論文集. 1. 182-183 (2000)

    • Related Report
      2000 Annual Research Report

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Published: 2000-04-01   Modified: 2016-04-21  

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