半導体微粒子と金属ナノ構造が一体となった系からの表面プラズモン誘導放射と応用

• 研究課題/領域番号: 22760050
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物理学一般
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 中村 俊博 群馬大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90451715)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 表面プラズモン / ランダムレーザー / 半導体

研究概要

本研究では、半導体微粒子で構成されるランダム媒質を光利得材料とした表面プラズモンの誘導放射と、これを応用した微小レーザー発振の実現を目指し、研究を行った。その結果、(1)GaAs及び、ZnSe微粒子からの近赤外及び青色ランダムレーザー発振の観測(2)GaN/Au複合微粒子からの表面プラズモンアシスト型ランダムレーザー発振の観測(3)Agナノ粒子の表面プラズモン効果によるZn0のランダムレーザー発振特性の制御、の研究成果を挙げることが出来た。

研究成果

• [雑誌論文] Strongly modified spontaneous emission decay rate of silicon nanocrystals near semicontinuous gold films (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, B. P. Tiwari, and S. Adachi
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 20 ページ: 26548-26548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron-hole plasma lasing in ZnO random laser (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, K. Firdaus, and S. Adachi
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 86 ページ: 205103-205103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of magnetic nickel/porous-silicon composite powders (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura and S. Adachi
  • 雑誌名: AIP Advances 巻: 2 ページ: 32167-32167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoluminescence decay dynamics of silver/porous-silicon nanocomposites formed by metal-assisted etching (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura and S. Adachi
  • 巻: 132
  • ページ: 3019-3019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved lasing characteristics of ZnO/organic-dye random laser (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Firdaus, T. Nakamura, and S. Adachi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 100 ページ: 171101-171101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorus and boron codoping of silicon nanocrystals by ion implantation: Photoluminescence properties (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, S. Adachi, M. Fujii, K. Miura, and S. Yamamoto
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 85 ページ: 45441-45441
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoluminescence decay dynamics of silver/porous-silicon nanocomposites formed by metal-assisted etching (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村 俊博
  • 雑誌名: Journal of Luminescence 巻: 132 号: 11 ページ: 3019-3026
  • DOI: 10.1016/j.jlumin.2012.06.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of magnetic nickel/porous-silicon composite powders (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村 俊博
  • 雑誌名: AIP Advances 巻: 2 号: 3
  • DOI: 10.1063/1.4754152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron-hole plasma lasing in ZnO random laser (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村 俊博
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 86 号: 20
  • DOI: 10.1103/physrevb.86.205103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strongly modified spontaneous emission decay rate of silicon nanocrystals near semicontinuous gold films (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村 俊博
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 20 号: 24 ページ: 26548-26558
  • DOI: 10.1364/oe.20.026548
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorus and boron codoping of silicon nanocrystals by ion implantation : Photoluminescence properties (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of random lasing in ZnO/Al2O3 nanopowders (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, B. P. Tiwari, and S. Adachi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 99 ページ: 231105-231105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct synthesis and enhanced catalytic activities of platinum and porous-silicon composites by metal-assisted chemical etching (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, B. P. Tiwari, and S. Adachi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics
  • NAID: 210000071004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface-plasmon-enhanced band-edge emission from Au/GaN powders (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, T. Hosaka, and S. Adachi
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 98 ページ: 161906-161906
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gold-nanoparticle-assisted random lasing from powdered GaN (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, T. Hosaka, and S. Adachi
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 19 ページ: 467-475
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface-plasmon-enhanced band-edge emission from Au/GaN powders (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博
  • 雑誌名: Applied Physic Letters 巻: 19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of random lasing in ZnO/Al_2O_3 nanopowders (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博
  • 雑誌名: Applied Physic Letters 巻: 99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct Synthesis and Enhanced Catalytic Activities of Platinum and Porous-Silicon Composites by Metal-Assisted Chemical Etching (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 50
  • NAID: 210000071004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of silver/porous-silicon nanocomposite powders prepared by metal assisted electroless chemical etching (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, N. Hosoya, B. P. Tiwari, and S. Adachi
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of GaAs random laser characteristics (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, T. Takahashi, and S. Adachi
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of thermal oxidation on the photoluminescence properties of porous silicon (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, T. Ogawa, N. Hosoya, andS. Adachi
  • 雑誌名: Journal of Luminescence 巻: 130 ページ: 682-687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-dependent random lasing from GaAs powder (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, T. Takahashi, and S. Adachi
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: 7579
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blue-emitting ZnSe random laser (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Takahashi, T. Nakamura, and S. Adachi
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: 7597
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of silver/porous-silicon nanocomposite powders prepared by metal assisted electroless chemical etching (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: Vol.108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature dependence of GaAs random laser characteristics (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博
  • 雑誌名: Physical Review B 巻: Vol.81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of thermal oxidation on the photoluminescence properties of porous silicon (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博
  • 雑誌名: Journal of Luminescence 巻: Vol.130 ページ: 682-687
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature-dependent random lasing from GaAs powder (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: Vol.7579
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blue-emitting ZnSe random laser (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博
  • 雑誌名: Proceedings of SPIE 巻: Vol.7597
  • 査読あり
• [学会発表] 酸化亜鉛/銀ナノ粒子の複合系におけるランダムレーザー発振特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 薗田 （中村 俊博）
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 厚木
• [学会発表] 半連続金属膜近傍における半導体ナノ結晶の発光遷移特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古田和也、中村俊博、安達定雄
  • 学会等名: 第8回偏光計測研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-06-29
• [学会発表] 半連続金属薄膜によるSiナノ結晶の発光遷移割合のゆらぎ (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博、古田和也、安達定雄
  • 学会等名: 第73回応用物理学関係連合講演会予稿集
  • 発表場所: 松山
• [学会発表] ZnOランダムレーザー発振特性の温度依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博、フィルダウスクルニアワン、安達定雄
  • 学会等名: 第73回応用物理学関係連合講演会予稿集
• [学会発表] Spontaneous emission rate of Si nanocrystals modified by thin semicontinuous gold films (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, K. Furuta, and S. Adachi
  • 学会等名: The 12th International conference on Near field optics, nanophotonics and related Techniques, Donostia-San Sebastian
  • 発表場所: Basque country, Spain
• [学会発表] 金属表面近傍における多孔質シリコン発光遷移特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古田 和也、中村 俊博、安達 定雄
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会予稿集
• [学会発表] 金属表面近傍における多孔質シリコン発光遷移特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古田和也、中村俊博、安達定雄
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会予稿集
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 酸化亜鉛/有機色素分子の複合系におけるランダムレーザ発振特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: フィルダウスクルニアワン、中村俊博、安達定雄
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会予稿集
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 半連続金属膜近傍における半導体ナノ結晶の発光遷移特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村 俊博（中村 俊博）
  • 学会等名: 第８回偏光計測研究会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Spontaneous emission rate of Si nanocrystals modified by thin semicontinuous gold films (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村 俊博（中村 俊博）
  • 学会等名: The 12th International conference on Near field optics, nanophotonics and related Techniques
  • 発表場所: Donostia-San Sebastian, Basque country, Spain
• [学会発表] ZnOランダムレーザー発振特性の温度依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村 俊博（中村 俊博）
  • 学会等名: 第73回応用物理学関係連合講演会予稿集
  • 発表場所: 松山
• [学会発表] Strong modification of photoluminescence decay characteristics in metal/porous-silicon system (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博
  • 学会等名: 2011 Materials Research Society Fall Meeting
  • 発表場所: アメリカ合衆国ボストン
  • 年月日: 2011-11-28
• [学会発表] Strong modification of photoluminescence decay characteristics in metal/porous-silicon system (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, B. P. Tiwari, and S. Adachi
  • 学会等名: 2011 Materials Research Society FallMeeting
  • 発表場所: Boston, MA
• [学会発表] Au Nanoparticle-Assisted Random Lasing from GaN Powder (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博
  • 学会等名: Frontiers in Optics 2010
  • 発表場所: Rochester, New York (USA)
  • 年月日: 2010-10-25
• [学会発表] 無電解エッチングによる金属と多孔質シリコンの複合体粉末の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博,ビシュヌティワリ,安達定雄
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会予稿集
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 無電解エッチングによる金属と多孔質シリコンの複合体粉末の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村俊博
  • 学会等名: 第71回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎大学(長崎)
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] Au Nanoparticle-Assisted Random Lasing from GaN Powder (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, T. Hosaka, and S. Adachi
  • 学会等名: Frontiers in Optics 2010
  • 発表場所: Rochester, New York