| 研究課題/領域番号 |
17H06514
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
結晶工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
嶋 紘平 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (40805173)
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| 研究期間 (年度) |
2017-08-25 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 酸化亜鉛 / 分布ブラッグ反射鏡 / 微小共振器 / 励起子ポラリトン / ヘリコン波励起プラズマ |
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| 研究成果の概要 |
室温で電流注入動作するポラリトンレーザの創製を目指し、ZnO微小共振器の形成およびpn接合の要素技術を開拓した。励起子ポラリトンの寿命を延ばすために、高い反射率と広いストップバンド幅を有する誘電体分布ブラッグ反射鏡を、反応性ヘリコン波励起プラズマスパッタ（R-HWPS）法により形成した。貫通転位や点欠陥性の非輻射再結合中心が極力排除され130 psの室温バンド端発光寿命を呈するZnO活性層を、単結晶ZnO基板の薄膜化プロセスにより形成した。また、n型ZnOとのTYPE-II型ヘテロ界面形成が期待され高いキャリア濃度を有するp型NiOをR-HWPS法により製膜した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果は、未だ達成されていないポラリトンレーザの室温での電流注入駆動に必要な要素技術を開拓した点にある。今後、室温での電流注入動作を実現できれば、「新しい動作原理に基づくポラリトンレーザは実用化の観点で半導体レーザよりも省電力化に寄与するか」という学術的問いに答えられると考えている。また、本デバイスは超低閾値な新型光源として省エネに貢献できる可能性がある。なかでも、ワイドギャップ半導体であるZnOの特徴を活かした近～深紫外線領域のポラリトンレーザが実現されれば、演色性に優れた自然な白色照明、殺菌・浄水デバイス、高密度光情報記録素子などを実現でき、電子・環境・情報通信分野に貢献できる。
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