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光ナノ構造がシリコンからの発光に及ぼす効果の基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 20760198
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関京都大学

研究代表者

冨士田 誠之  京都大学, 大学院・工学研究科, 講師 (40432364)

研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2010年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2008年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードシリコン / 間接遷移型半導体 / 発光 / 光ナノ構造 / フォトニック結晶 / 半導体物性 / 光物性 / 電子・電気材料 / 応用光学・量子光工学
研究概要

シリコンは電子デバイスに最も広く用いられている半導体であり,環境にやさしく豊富な材料である.しかし,シリコンからの発光は格子振動を介在する間接遷移型であるため,一般に効率が低く,発光デバイスには用いられていない.本研究では,研究代表者らが世界に先駆けて発光制御の基本原理実証に成功してきたフォトニック結晶・光ナノ共振器といった光ナノ構造をシリコンへ導入した.その結果,光ナノ構造のない参照構造と比べ,数百倍程度のシリコンからの発光の増大が観察された.また,光ナノ構造を強く励起した際のシリコン特有の新たな発光増強のメカニズムの可能性および,表面処理による発光に競合する非発光過程の抑制と発光のさらなる増強も見いだされ,光ナノ構造がシリコンからの発光効率の改善に有用であることが示された.

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (59件)

すべて 2011 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (35件) 図書 (4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Reduction of surface recombination and enhancement of light emission in silicon photonic crystals treated by high-pressure water-vapor annealing2010

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, B.Gelloz, N.Koshida, S.Noda
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett vol.97, no.12

    • NAID

      120002561290

    • URL

      http://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/handle/2433/130696

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reflectance measurement of two-dimensional photonic crystal nanocavities with embedded quantumdots2010

    • 著者名/発表者名
      W.Stumpf, T.Asano, T.Kojima, M.Fujita, Y.Tanaka, S.Noda
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B vol.87, no.7

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フォトニック結晶発光素子=フォトニック結晶を利用した超高効率発光素子へ向けて=2010

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 野田進
    • 雑誌名

      光アライアンス vol.24, no.4

      ページ: 14-19

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] フォトニック結晶技術の最新展開2010

    • 著者名/発表者名
      酒井恭輔, 田中良典, 冨士田誠之, 野田進
    • 雑誌名

      工業材料 vol.58, no.3

      ページ: 41-45

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] フォトニック結晶発光素子=フォトニック結晶を利用した超高効率発光素子へ向けて=2010

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 野田進
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 24 ページ: 14-19

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [雑誌論文] Reflectance measurement of two-dimensional photonic crystal nanocavities with embedded quantum dots2010

    • 著者名/発表者名
      W.Stumpf, T.Asano, T.Kojima, M.Fujita, Y.Tanaka, S.Noda
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 87

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduction of surface recombination and enhancement of light emission in silicon photonic_crystals treated by high-pressure water-vapor annealing2010

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, B.Gelloz, N.Koshida, S.Noda
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 97

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フォトニック結晶技術の最新展開2010

    • 著者名/発表者名
      酒井恭輔, 田中良典, 冨士田誠之, 野田進
    • 雑誌名

      工業材料 58

      ページ: 41-45

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [雑誌論文] Photonic crystal efficiency boost2009

    • 著者名/発表者名
      S.Noda, M.Fujita
    • 雑誌名

      Nature Photon. vol.3, no.3

      ページ: 129-130

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] フォトニック結晶による究極的な発光制御2009

    • 著者名/発表者名
      浅野卓, 山口真, 高橋和, 冨士田誠之, 野田進
    • 雑誌名

      オプトロニクス2月号 vol.28, no.2

      ページ: 128-137

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] フォトニックナノ構造をもつシリコンからの発光現象=フォトニック結晶・ナノ共振器によるシリコンの発光制御=2009

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 田中良典, 野田進
    • 雑誌名

      光アライアンス vol.20, no.1

      ページ: 8-13

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] フォトニックナノ構造をもつシリコンからの発光現象=フォトニック結晶・ナノ共振器によるシリコンの発光制御=2009

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 田中良典, 野田進
    • 雑誌名

      光アライアンス 20

      ページ: 8-13

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Photonic crystal efficiency boost2009

    • 著者名/発表者名
      S. Noda, M. Fujita
    • 雑誌名

      Nature Photonics 3

      ページ: 129-130

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フォトニック結晶を用いた発光制御2008

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 野田進
    • 雑誌名

      照明学会誌 vol.92, no.10

      ページ: 699-704

    • NAID

      110006951889

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Light emission from silicon in photonic crystal nanocavity2008

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, Y.Tanaka, S.Noda
    • 雑誌名

      IEEE J.Sel.Top.Quantum Electron. vol.14, no.4

      ページ: 1090-1097

    • URL

      http://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/handle/2433/84557

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light emission from silicon in photonic crystal nanocavity2008

    • 著者名/発表者名
      M. Fujita, Y. Tanaka and S. Noda
    • 雑誌名

      IEEE J. Sel. Top, Quantum Electron 14

      ページ: 1090-1097

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] フォトニック結晶を用いた発光制御2008

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 野田進
    • 雑誌名

      照明学会誌 92

      ページ: 699-704

    • NAID

      110006951889

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Reduction of surface recombination and enhancement of light emission in silicon photonic crystals treated by high-pressure water-vapor annealing2010

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, B.Gelloz, N.Koshida, S.Noda
    • 学会等名
      7th International Conference on Group IV Photonics
    • 発表場所
      Friendship Hotel in Beijing 中国
    • 年月日
      2010-09-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Light emission control by photonic crystals2010

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, S.Noda
    • 学会等名
      15th Optoelectronic and Communication Conference
    • 発表場所
      Sapporo Convention Center(invited)
    • 年月日
      2010-07-07
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] GaAs Photonic Nanocavities with Erbium Luminescent Centers2010

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, A.Nishikawa, Y.Terai, Y.Fujiwara, S.Noda
    • 学会等名
      The 37th International Symposium on Compound Semiconductors
    • 発表場所
      Takamatsu Symbol Tower
    • 年月日
      2010-06-04
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 高圧水蒸気アニール処理を行ったシリコンフォトニック結晶の発光特性2010

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, Bernard Gelloz, 越田信義, 野田進
    • 学会等名
      第57回春季応物学会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2010-03-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 活性層貫通型GaInNフォトニック結晶のフォトルミネッセンスの温度依存性2010

    • 著者名/発表者名
      北川均, 須藤俊英, 冨士田誠之, 浅野卓, 野田進
    • 学会等名
      第57回春季応物学会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2010-03-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 光起電力素子の光電変換効率増大に向けたフォトニック結晶共振作用の最適化2010

    • 著者名/発表者名
      重田博昭, 冨士田誠之, 田中良典, 八代有史, 津田裕介, 野田進
    • 学会等名
      第57回春季応物学会
    • 発表場所
      平塚
    • 年月日
      2010-03-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Reduction of surface recombination and enhancement of light emission in silicon photonic crystals treated by high-pressure water-vapor annealing2010

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, B.Gelloz, N.Koshida, S.Noda
    • 学会等名
      7th International Conference on Group IV Photonics (GFP2010) no.FB6
    • 発表場所
      Beijin
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Light emission control by photonic crystals2010

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, S.Noda
    • 学会等名
      15th Optelectronic and Commun.Conf (OECC2010). no.7D-4-2
    • 発表場所
      Sapporo(invited).
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 活性層貫通型GaInNフォトニック結晶のフォトルミネッセンスの温度依存性2010

    • 著者名/発表者名
      北川均, 須藤俊英, 冨士田誠之, 浅野卓, 野田進
    • 学会等名
      第57回春季応物学会 19p-M-11
    • 発表場所
      平塚
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 高圧水蒸気アニール処理を行ったシリコンフォトニック結晶の発光特性2010

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, Bernard Gelloz, 越田信義, 野田進
    • 学会等名
      第57回春季応物学会 19-p-M9
    • 発表場所
      平塚
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Er発光中心をもつ光ナノ共振器2009

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 西川敦, 寺井慶和, 藤原康文, 野田進
    • 学会等名
      第70回秋季応物学会
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2009-09-09
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 光ナノ構造フォトニック結晶による発光制御2009

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 野田進
    • 学会等名
      ナノオプティクス研究グループ第18回研究討論会
    • 発表場所
      宇治
    • 年月日
      2009-07-24
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Green GaInN photonic-crystal light-emitting-diodes2009

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, H.Kitagawa, T.Suto, Y.Kurokawa, T.Asano, S.Noda
    • 学会等名
      28th Electronic Materials Symposium
    • 発表場所
      Moriyama
    • 年月日
      2009-07-10
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] フォトニック結晶光ナノ共振器におけるシリコンからの発光増大現象2009

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 田中良典, 野田進
    • 学会等名
      ナノ量子情報エレクトロニクス公開シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-04-22
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] フォトニック結晶・ナノ共振器によるシリコンからの発光増大現象2009

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 田中良典, 野田進
    • 学会等名
      第56回春季応用物理学会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      2009-03-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Manipulation of Photons by Silicon Photonic CryStals2009

    • 著者名/発表者名
      M., Mita, Y. Tanaka. Y. Takahashi, T. Asano and S. Noda
    • 学会等名
      1st International Conference on Silicon Photonics
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2009-01-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ナノ共振器のQ値の反射増強効果とそのモデル2009

    • 著者名/発表者名
      Wolfgang Stumpf, 浅野卓, 中村達也, 児島貴徳, 小島一信, 冨士田誠之, 野田進
    • 学会等名
      第70回秋季応物学会 9a-B-8
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 活性層貫通型GaInNフォトニック結晶発光ダイオードの時間分解電流注入発光2009

    • 著者名/発表者名
      北川均, 須藤俊英, 小暮竜矢, 冨士田誠之, 浅野卓, 野田進
    • 学会等名
      第70回秋季応物学会 8p-B-17
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 光ナノ構造フォトニック結晶による発光制御2009

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 野田進
    • 学会等名
      ナノオ プティクス研究グループ第18回研究討論会
    • 発表場所
      京都(招待講演)
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Reflectance measurement of two-dimensional photonic crystal cavities including quantum dots2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kojima, W.Stumpf, T.Asano, K.Kojima, H.Inoue, M.Yamaguchi, T.Nakamura, M.Fujita, S.Noda
    • 学会等名
      第28回電子材料シンポジウム(EMS28) J-16
    • 発表場所
      守山
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Green GaInN photonic-crystal light-emitting-diodes2009

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, H.Kitagawa, T.Suto, Y.Kurokawa, T.Asano, S.Noda
    • 学会等名
      第28回電子材料シンポジウム(EMS28) J-8
    • 発表場所
      守山
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] フォトニック結晶・ナノ共振器によるシリコンからの発光増大現象2009

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 田中良典, 野田進
    • 学会等名
      第56回春季応物学会 31p-ZT-5
    • 発表場所
      つくば(招待講演)
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 活性層貫通型GaInNフォトニック結晶発光ダイオードの電流注入動作2009

    • 著者名/発表者名
      北川均, 黒川要一, 須藤俊英, 冨士田誠之, 浅野卓, 野田進
    • 学会等名
      第56回春季応物学会 31a-ZN-9
    • 発表場所
      つくば
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Q-factor evaluation and slab coupling effect of photonic crystal nanocavities via reflectance2009

    • 著者名/発表者名
      W.Stumpf, T.Asano, T.Kojima, M.Fujita, Y.Tanaka, S.Noda
    • 学会等名
      2nd GCOE International Symposium on Photonics and Electronic Science and Engineering
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Manipulation of Photons by Silicon Photonic Crystals2009

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, Y.Tanaka, Y.Takahashi, T.Asano, S.Noda
    • 学会等名
      1st International Conference on Silicon Photonics
    • 発表場所
      Tokyo(Invitied).
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Enhanced light emission from silicon Photonic crystal nanocavity2008

    • 著者名/発表者名
      M. Fuiita, Tanaka and S. Noda
    • 学会等名
      5th International Conference on Group IV Photonics
    • 発表場所
      Sorrento, Italy
    • 年月日
      2008-09-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 強励起条件におけるシリコンフォトニック結晶ナノ共振器の発光増強現象2008

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 田中良典, 高橋和, 野田進
    • 学会等名
      第69回秋季応用物理学会
    • 発表場所
      春日井市
    • 年月日
      2008-09-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Light-emission properties in silicon photonic crystals and nahocavities2008

    • 著者名/発表者名
      M. Fujita, Y. Tanaka and S. Noda
    • 学会等名
      8th International Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2008-04-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Green GaInN photonic crystal structure with small surface recombination effect2008

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, H.Kitagawa, T.Suto, Y.Kurokawa, Y.Tanaka, T.Asano, S.Noda
    • 学会等名
      The 2nd IEEE Nanotechnology Materials and Device Conference 2008 (NMDC2008) no.MoC-I2
    • 発表場所
      Kyoto
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Enhanced light emission from silicon photonic crystal nanocavity2008

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, Y.Tanaka, S.Noda
    • 学会等名
      5th International Conference on Group IV Photonics (GFP2008) no.FA6
    • 発表場所
      Sorrento
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 反射スペクトルによるフォトニックナノ共振器の評価2008

    • 著者名/発表者名
      Wolfgang Stumpf, 浅野卓, 児島貴徳, 冨士田誠之, 田中良典, 野田進
    • 学会等名
      第69回秋季応物学会 3p-V-13
    • 発表場所
      春日井
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 2次元フォトニック結晶光ナノ共振器の顕微ラマン分光測定(II)2008

    • 著者名/発表者名
      高橋和, 田中良典, 冨士田誠之, 浅野卓, 野田進
    • 学会等名
      第69回秋季応物学会 3p-V-10
    • 発表場所
      春日井
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 強励起条件におけるシリコンフォトニック結晶ナノ共振器の発光増強現象2008

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 田中良典, 高橋和, 野田進
    • 学会等名
      第69回秋季応物学会 2p-V-11
    • 発表場所
      春日井
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Green-emitting GaInN photonic crystal2008

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, H.Kitagawa, T.Suto, Y.Kurokawa, Y.Tanaka, T.Asano, S.Noda
    • 学会等名
      第27回電子材料シンポジウム(EMS27) H-2
    • 発表場所
      伊豆
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Light-emission properties in silicon photonic crystals and nanocavities2008

    • 著者名/発表者名
      M.Fujita, Y.Tanaka, S.Noda
    • 学会等名
      8th International Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures (PLMCN8) no.TuA-4
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] フォトニックナノ構造の最近の進展(分担,第4編第3章「フォトニック結晶効果」)2011

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 野田進
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] フォトニックナノ構造の最近の進展(分担,第4編第3章「フォトニック結晶効果」)2011

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之・野田進
    • 総ページ数
      276
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [図書] ナノシリコンの最新技術と応用展開(分担,第1章2節「シリコンフォトニック結晶」)2010

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之, 野田進
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] ナノシリコンの最新技術と応用展開(分担,第1章2節「シリコンフォトニック結晶」)2010

    • 著者名/発表者名
      冨士田誠之・野田進
    • 総ページ数
      245
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考] ホームページ等

    • URL

      http://www.qoe.kuee.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.qoe.kuee.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.qoe.kuee.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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