| 研究課題/領域番号 |
20K05290
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28050:ナノマイクロシステム関連
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| 研究機関 | 北海学園大学 |
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研究代表者 |
藤原 英樹 北海学園大学, 工学部, 教授 (10374670)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | ランダムレーザー / 局在場 / 磁場応答 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、レーザー誘起表面凹凸形成法を用いた簡易な手法により、半導体基板上に大面積に一括で構造を作製するだけでなく、レーザー発振のための構造最適化と磁場印加によるスイッチング機能を同時に実現する新しい作製手法を確立する。この手法により、レーザー発振の低しきい値化を達成するだけでなく、外部磁場による高速な発振状態のスイッチング動作を実現する。この成果は、レーザープロセスによるマクロな形状制御とアブレーション・アニール効果による意図的な欠陥・不純物導入を同時に行うことが可能となるため、顕微鏡などへの実装に向けた重要な一歩となるだけでなく、光触媒やセンサなどの応用にも繋がると期待される。
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| 研究成果の概要 |
レーザー誘起表面凹凸形成法を用いた外部変調可能なGaN表面凹凸ランダムレーザー作製法を提案し、特定の作製条件においてしきい値が最小となるだけでなく、印加する外部磁場の強さに応じてレーザー発振強度が変化する様子を確認し、スイッチング動作が可能となることを示した。また、磁場以外の外部刺激応答についても研究を進め、レーザー加熱によるVO2粒子の絶縁体―金属相転移を利用したランダムレーザーのスイッチング動作にも成功した。さらにプラズマエッチング手法を用い、外部変調機能や電気駆動化が可能な新たなランダムレーザー作製法の提案を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ランダムレーザーは強度ムラの無い新規な光源として全視野イメージングやセンサー、殺菌用光源として幅広い応用が期待されているが、構造のランダムさのために電気駆動化やモード制御が困難であるといった問題がある。これに対し本研究では、レーザープロセス技術の応用により、磁場や熱などの外部刺激により外部変調可能なランダムレーザーの作製手法の開発に成功した。本成果は、外部変調可能なランダムレーザーを簡便・安価に作製する新規手法を提供し、ランダムレーザーの応用・装置実装に向けた一歩となると期待される。
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