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精密ドーピングによる高感度光応答性シリカガラスの開発とデバイス評価

研究課題

研究課題/領域番号 09555197
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 無機材料・物性
研究機関東京工業大学

研究代表者

細野 秀雄  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教授 (30157028)

研究分担者 植田 和茂  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助手 (70302982)
真田 和夫  (株)フジクラ, 光デバイス部, 部長
西井 準治  大阪工業技術研究所, 光機能材料部, 主任研究官
植田 尚之  東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助手 (00261123)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
12,300千円 (直接経費: 12,300千円)
1998年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1997年度: 9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
キーワードGeO_2-SiO_2ガラス / 光誘起屈折率変化 / 長残光蛍光 / イオン注入 / GeO_2ガラス / GeO_2 / シリカガラス / 光感応性 / ド-ピング
研究概要

本年度の研究成果は以下のようにまとめられる。
(1) GeO_2-SiO_22成分系のスパッター法で作製したガラス薄膜にArFエキシマーレーザ光を照射することで2〜4%にもおよぶ屈折率の減少を見出した。これは5〜20%の体積膨張に起因するものであった。GeO_2濃度が20%以下では僅かな照射による体積減少と屈折率増加され、これまで報告されてきたファイバーのそれと定性的に同じであったが、20%以上の組成域で上記の現象が初めて観測された。
(2) バルクGeO_2ガラスにYAG:Ndレーザーの第3高調波355nmの光を照射すると3x10^<-4>の屈折率の増大が見られることをZ-スキャン法で見出した。この大きさはGe-ドープファイバーにAr488nm光照射と同程度であり、ファイバーがGeO_2とSiO_2がナノメートルサイズで不均質になっていることを考慮し、いずれも2光子吸収過程で現象がおこっていると考えると合理的であることがわかった。
(3) VAD法で作製したGeO_2ドープシリ力ガラスにプロトンをイオン注入すると、ナノサイズのGe結晶が室温で生成することを見出した。生成する領域は電子励起によるエネルギー附与がピークとなる深さであり、また、Heではこのような現象を生じなかったことから電子励起効果とプロトンとGeO_2相中の酸素との化学的相互作用が合わさって誘起されたと考察した。これまでGeのイオン注入コロイドを生成した報告はあるが、基板から析出させた例は初めてである。極めて深い領域にコロイドを生成できるという特徴がある。
(4) ZnO-B_2O_3-SiO_2ガラスにTb^<3+>をドープして作製したガラスが紫外線照射により長残光蛍光を発することを見出した。Tb^<3+>の近傍に酸素欠陥が生成し、そこに光電子が捕獲されることで準安定な電子のドナーができ、これとTb^<4+>との再結合が観察された長残光蛍光のオリジンであろうと推測された。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (26件)

  • [文献書誌] 細野秀雄: "ワイドギャップ導電性アモルファス酸化物の化学設計と電子輸送特性" 応用物理. 67. 560-563 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 細野秀雄: "N-type conducting amorphous chalcogenide CdS-In_2Sx" Journal of Non-Crystalline Solids. 227. 804-809 (1998)

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  • [文献書誌] 嶋川晃一: "Free carrier absorption in transparent conducting oxides" Journal of Non-Crystalline Solids. 227. 513-516 (1998)

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  • [文献書誌] 細野秀雄: "Formation of electronic conducting amorphous WO3 thin films by ion implantation" Journal of Non-Crystalline Solids. 241. 190-194 (1998)

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  • [文献書誌] 田中啓司: "Photoconduction in multicomponent oxide glasses" Journal of Non-Crystalline Solids. 224. 43-49 (1998)

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  • [文献書誌] 細野秀雄: "Excimer Laser Crystallization of Amorphous ITO and 1st Application to Fine Patterning" Japanese Journal of Appplied Physics. 37. L1119-1112 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 宮川 仁: "Large Enhancement of WO3 Thin Films Produced by Ion Implantation" Journal of Applied Physics. 84. 5610-5612 (1998)

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  • [文献書誌] H.Hosono, H.Kswazoe, and N.Matsunami: "Experimental Evidence for Frenkel Defect Formation in Amorphous SiO_2 by Electronic Excitation" Phys.Rev.Lett.80. 317-320 (1998)

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  • [文献書誌] M.Miauguchi, H.Hosono, and H.Kawazoe: "Detection and Analysis of _<29>Si Hyperfine Structures in ESR Spectra of E'and E'-type Centers in SiO_2 Glasses" Mater.Sci.& Eng. B54. 38-42 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kawamura, Y.Kameshima, H.Hosono, and H.Kawazoe: "Proton-implantation-induced Optical Phenomena in SiO_2 : GeO_2 Glasses : formation of photosensitive defects and namometer sized Ge crystals" Mater.Sci.& Eng. B54. 18-23 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Watanabe, J.Nishii, H.Morikawa, G.Furuhashi, H.Hosono, and H.Kawazoe: "Permanent Refractive-index Changes in GeO_2 Glass Slabs Induced by Irradiation with Sub Band Gap Light" J.Non-Cryst.Sol.239. 104-107 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Nishii, H.Yamanaka, H.Hosono, and H.Kawazoe: "Origin of Enormous Photon-induced Volume Expansion of GeO_2-SiO_2 Thin Glass Films" Nucl.Instr.Meth.Phys.Res.B. 141. 625-628 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hosono and N.Matsunami: "Defect Formation in Amorphous SiO_2 by Ion Implantation : electronic excitation effects and chemical effects" Nucl.Instr.Meth.Phys.Res.B. 141. 566-574 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Yamazaki, Y.Yamamoto, S.Nagahama, N.Sawanobori, M.Misuguchi and H.Hosono: "Long Luminescent Glass : Tb^<3+>-activated ZnO-B_2O_3-SiO_2 Glass" J.Non-Cryst.Sol.241. 71-73 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hosono and M.Miyakawa: "Formation of Process and Practical Implementation of defects in Oxide Glasses : toward defect engineering" Proc.XVIIth ICG. C10. 7-17 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Hosono, K.Kawamura, H.Kawazoe, and J.Nishii: "Point Defects and Photochemistry in SiO_2 : GeO_2 Glasses" Photosensitivity and Second Order Nonlinearity in Glass. Springr-Verlog, (in press).

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 細野秀雄: "ワイドギャップ誘電性アモルファス酸化物の化学設計と電子輸送特性" 応用物理. 67. 560-563 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 細野秀雄: "N-tpye conducting amorphous chalcogenide CdS-In_2S_x" Journal of Non-Crystalline Solids. 227. 804-809 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 嶋川 晃一: "Free carrier absorption in transparent conducting oxides" Journal of Non-Crystalline Solids. 227. 513-516 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 細野秀雄: "Formation of electronic conducting amorphous WO3 thin films by ion implantation" Journal of Non-Crystalline Solids. 241. 190-194 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 田中啓司: "Photoconduction on multicomponent oxide glasses" Journal of Non-Crystalline Solids. 224. 43-49 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 細野秀雄: "Excimer Laser Crystallization of Amorphous ITO and Its Application to Fine Pattern-ing" Japanese Journal of Applied Physics. 37. L1119-1121 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 宮川 仁: "Large Enhancement of WO3 Thin Films Produced by Ion Implantation" Journal of Applied Physics. 84. 5610-5612 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hosono: "Nanometer-Siged Ge particles in GeO_2-SiO_2 glasses produced by proton implantation" Journal of Applied Physics. 82. 4232-4234 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hosono: "Experimental Evidence for Frenkal Defect Formatin in Amorphous SiO_2 by Electronic Excitation" Physical Review Letters. 80. 317-320 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] H.Hosono: "Defects Associated with Photosensitivity in GeO_2-SiO_2 Glasses" Technical Digest of OSA Topical Meeting on Photosensitinty. 17. 166-168 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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