| 研究課題/領域番号 |
12305042
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
無機材料・物性
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
桑原 誠 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40039136)
|
|---|
| 研究分担者 |
平野 晋吾 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (60345080)
宮澤 薫一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (60182010)
松田 弘文 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00282690)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
|
| 配分額 *注記 |
43,720千円 (直接経費: 37,900千円、間接経費: 5,820千円)
2002年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2001年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2000年度: 18,500千円 (直接経費: 18,500千円)
|
|---|
| キーワード | 2次元フォトニック結晶 / ゾル-ゲル法 / 金属酸化物 / レジストモールド / 電子ビームリソグラフィ / フォトニックバンドギャップ / 光学反射特性 / 低温合成 / セラミックフォトニック結晶 / チタニア / チタン酸バリウム / 金属アルコキシド / ドライエッチング / フォトニック結晶 / ゾルーキャスティング法 / 電子線描画法 / 高屈折率透明ゲル / チューナブル / ゲル発生体 / 希土類元素 / 高濃度ゾル-ゲル / 透明ゲル / ナノ結晶 / YAGレーザー / 単一寿命 |
|---|
| 研究概要 |
本研究課題は、これまで全く報告例のないレジストモールドを用いたゾル-ゲル法による2次元酸化物ゲル及びセラミックスフォトニック結晶の低温合成を目的としたものであり、得られた成果の概要を以下に記す。
1)前駆体ゾル溶液の作製:バリウムエトキシド(Ba(OEt)_2)、チタンイソプロポキシド(Ti(O^iOr)_4)、水、2-メトキシエタノール(EGMME)、ポリエチレングリコール(PEG;分子量400)を用い、亀裂を発生しない薄膜を与えるチタン酸バリウム及びチタニア前駆体ゾル液を作製した。
2)モールドの作製:Si基板上にスピンコートにより形成した厚さ1μm程度のレジスト膜に電子線描画装置により、円孔が三角格子状に配列したレジストモールドを作製した。円孔の半径と周期はバンド計算から可視領域にフォトニックバンドギャップ(PBG)を持つような組み合わせを選択した。
3)TiO_2及びBaTiO_3ゲル及びセラミックス2次元フォトニック結晶の作製:前駆体ゾル液を上記のレジストモールドにキャスティングした後、乾燥、ドライエッチング、モールド除去を行い、2次元TiO_2及びBaTiO_3ゲルフォトニック結晶の作製に成功した。またそれらを500-800℃で焼成することにより、構造的欠陥の非常に少ないセラミックフォトニック結晶の作製に初めて成功した。
4)フォトニック結晶の光学特性の評価:ピラー半径(r)と周期(格子定数;a)が(r=110nm, a=400nm)、(125nm, 450nm)、(125nm, 500nm)の組み合わせを持つ2次元TiO_2及びBaTiO_3ゲル及びセラミックフォトニック結晶の光学反射特性を測定した。光学測定は、T-E及びT-M偏光モードの光(波長:400-900nm)を用いそれぞれの結晶のΓ-M及びΓ-K方向に対して行った。その結果、作製したフォトニック結晶はいずれもほぼ計算結果と一致する波長範囲にaの値と共に系統的に変化する顕著なピークを示し、可視領域に明確なPBGをもつ2次元フォトニック結晶の低温合成に成功したことが確認された。
|
