| 研究課題/領域番号 |
10210206
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| 研究種目 |
特定領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 東京工業大学 (2001)
理化学研究所 (1998-2000) |
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研究代表者 |
青柳 克信 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (70087469)
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| 研究分担者 |
瀬川 勇三郎 理化学研究所, 光物性研究チーム, チームリーダー (30087473)
川崎 宏治 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (10234056)
筒井 一生 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (60188589)
新谷 紀雄 金属材料技術研究所, 第5研究グループ, 総合研究員
平山 秀樹 理化学研究所, 半導体工学研究室, 先任研究員 (70270593)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
61,900千円 (直接経費: 61,900千円)
2001年度: 13,800千円 (直接経費: 13,800千円)
2000年度: 16,400千円 (直接経費: 16,400千円)
1999年度: 14,700千円 (直接経費: 14,700千円)
1998年度: 17,000千円 (直接経費: 17,000千円)
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| キーワード | フォトニック結晶 / 自然放出光制御 / 自然放出寿命 / 位相制御領域 / マイクロマニピュレイション法 / マイクロマニピュレーション法 / 無しきい値レーザー / リングレーザー / 選択結晶成長 |
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| 研究概要 |
本研究は、位相制御領域が挿入されたフォトニック結晶における輻射場制御効果を明らかにし、光デバイスへの応用を検討する事を目的とする。そのため、まず、精度の良い作製が可能な、ミリ波サイズの誘電体構造を用いて、位相制御領域を含む3次元フォトニック結晶を作製し、バンドギャップ、フィールドの局在効果、反射・放射特性等の基礎的効果を観測する。さらに、光デバイスへの直接応用を考慮し、半導体2次元・3次元フォトニック結晶を作製し、自然放出光の放射パターン、寿命変化等の位相制御効果を実証する。そして、フォトニック結晶を用いた局在準位レーザー等の自然放出光制御型レーザーを設計、試作することを目標とする。
まずミリ波領域シリコンナイトライド誘電体球を3次元に配列しフォトニック結晶を作製し、反射・透過特性を観測した。3次元配列球の各層間のギャップを変化させることにより、フォトニック結晶内に位相制御領域を形成し、局在モードを観測した。またフォトニック結晶を用いた量子井戸構造を形成し、その透過測定を理論値と比較し効果を明らかにした。
次に、結晶安定性が極めて高いIII族窒化物を用いて2次元フォトニック結晶を試作した。選択結晶成長を用いることによりGaN(窒化ガリウム)を用いた2次元フォトニック結晶をはじめて作製した。
さらに、マイクロプレートをマイクロマニュピュレーション技術を用いて積層する新しい方法を用いて3次元半導体フォトニック結晶の作製を行った。InPを用いウッドパイル構造結晶を20層積層し、反射・透過率測定から波長3μm帯にフォトニックバンドギャップを観測した。さらに欠陥領域を挿入し、フォトニックバンド内の局在モードの観測にも成功した。
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