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酸化亜鉛微小球ウィスパリングギャラリーモード紫外レーザーの作製と応用

研究課題

研究課題/領域番号 25286071
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関九州大学

研究代表者

岡田 龍雄  九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 教授 (90127994)

研究分担者 中村 大輔  九州大学, 大学院システム情報科学研究院, 准教授 (40444864)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2014年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2013年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワード酸化亜鉛 / ZnO / 微小球 / WGM / p-n接合 / レーザーアブレーション / ドーピング / マイクロキャビティ / ヘテロ接合 / 微小光共振器 / 屈折率センサ / ホトルミネッセンス / ウィスパリングギャラリーモード / 微小共振器
研究成果の概要

本研究では,直径が数マイクロメートル程度の酸化亜鉛 (ZnO)微小球の作製技術を確立し,紫外域においてウィスパーリングギャラリーモード (WGM) で動作する微小球ZnOレーザーを初めて実現した。さらに,不純物元素として燐をドープしてZnO微小球の電気特性を制御するとともに,マグネシウムをドープしてZnO微小球WGMレーザーの発振波長の短波長化に成功した。また,ZnO微小球WGMレーザーを高感度センサーに応用するため屈折率センサーとしての基礎データを構築した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (25件)

  • [雑誌論文] Optical characterization of ZnO microsphere produced by laser ablation in air2015

    • 著者名/発表者名
      D. Nakamura, N. Tetsuyama, T. Shimogaki, Y. Sato, Y. Mizokami, M. Higashihata, T. Okada
    • 雑誌名

      Journal of Laser Micro Nanoengineering

      巻: 10 ページ: 162-165

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultraviolet lasing action in aligned ZnO nanowall2015

    • 著者名/発表者名
      K. Harada, S. Nakao, M. Takahashi, M. Higashihata, H. Ikenoue, D. Nakamura, Y. Nakata, T. Okada
    • 雑誌名

      Applied Physics B

      巻: 119 ページ: 469-473

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser doping of Sb into ZnO nanowire in the Sb nanoparticle-dispersed liquid2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kawahara, T. Shimogaki, M. Higashihata, H. Ikenoue, D. Nakamura, T. Okada
    • 雑誌名

      Applied Physics B

      巻: 119 ページ: 463-467

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of potassium permanganate on the anisotropic growth and enhanced UV emission of ZnO nanostructures using hydrothermal process for optoelectronic applications2015

    • 著者名/発表者名
      T. Dixit, A. Bilgaiyan, I. A. Palani, D. Nakamura, T. Okada, C. Singh
    • 雑誌名

      J. of Sol-Gel Sciences and Technology

      巻: 75 ページ: 693-702

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of laser irradiation on the properties of ZnO buffer layers and its application to selective growth of ZnO nano/microcrystals2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shimogaki, H. Kawahara, S. Nakao, K. Harada, M. Higashihata, H. Ikenoue, Y. Nakata, D. Nakamura, T. Okada
    • 雑誌名

      Journal of Laser Micro Nanoengineering

      巻: 10 ページ: 259-262

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大気中レーザアブレーションによるZnO マイクロ結晶球の作製2015

    • 著者名/発表者名
      中村 大輔, 田中 稔伸, 池渕 達也, 植山 健史, 東畠 三洋, 岡田 龍雄
    • 雑誌名

      電気学会論文誌C

      巻: 135 ページ: 1085-1089

    • NAID

      130005096939

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultraviolet electroluminescence from hetero p-n junction between a single ZnO microsphere and p-GaN thin film2014

    • 著者名/発表者名
      Norihiro Tetsuyama, Koshi Fusazaki, Yasuaki Mizokami, Tetsuya Shimogaki, Mitsuhiro Higashihata, Daisuke Nakamura, Tatsuo Okada
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 22 号: 8 ページ: 10026-10031

    • DOI

      10.1364/oe.22.010026

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of Various Sized ZnO Microspheres by Laser Ablation and Their Lasing Characteristics2013

    • 著者名/発表者名
      D. Nakamura, T. Shimogaki, K. Okazaki, M. Higashihata, H. Ikenoue, T. Okada
    • 雑誌名

      JOURNAL OF LASER MICRO NANOENGINEERING

      巻: 8 ページ: 296-299

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 大気中レーザーアブレーションで作製したSbドープZnOマイクロスフィアの特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      永嵜 史明, 下垣 哲也, 池渕 達也, 植山 健史, 田中 稔伸, 藤原 優輝, 東畠 三洋, 中村 大輔, 岡田 龍雄
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 燐ドープZnOマイクロ結晶球の構造および発光特性評価2016

    • 著者名/発表者名
      藤原 優輝, 池渕 達也, 植山 健史, 田中 稔伸, 永嵜 史明, 東畠 三洋, 中村 大輔, 岡田 龍雄
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京都
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] レーザアブレーションによるZnOナノ・マイクロ結晶球生成のダイナミクス2016

    • 著者名/発表者名
      中村 大輔, 下垣 哲也, 藤原 優輝, 永嵜 史明, 高尾 修平, 田崎 涼平, 東畠 三洋, 池上 浩, 岡田 龍雄
    • 学会等名
      レーザー学会第489回研究会
    • 発表場所
      石垣市
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and bandgap engineering of doped ZnO microspheres by simple laser ablation in air2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Nakamura, Tetsuya Shimogaki, Toshinobu Tanaka, Fumiaki Nagasaki, Yuki Fujiwara, Mitsuhiro Higashihata, Tatsuo Okada
    • 学会等名
      SPIE Photonics West
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2016-02-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Optical and structural properties of P-doped ZnO microsphere synthesized by pulsed laser ablation2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Fujiwara, Tatsuya Ikebuchi, Takeshi Ueyama, Toshinobu Tanaka, Fumiaki Nagasaki, Mitsuhiro Higashihata, Daisuke Nakamura, Tatsuo Okada
    • 学会等名
      SPIE Photonics West
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2016-02-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 大気中レーザーアブレーションによるZnOマイクロ結晶球の合成2015

    • 著者名/発表者名
      中村 大輔, 下垣 哲也, 田中 稔伸, 永嵜 史明, 藤原 優輝, 東畠 三洋, 岡田 龍雄
    • 学会等名
      レーザー学会第487回研究会
    • 発表場所
      松江市
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] P ドープ ZnO マイクロスフィアの作製と構造・発光特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      藤原 優輝, 池渕 達也, 植山 健史, 田中 稔伸, 永嵜 史明, 東畠 三洋, 中村 大輔, 岡田 龍雄
    • 学会等名
      応用物理学会九州支部学術講演会
    • 発表場所
      那覇市
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ultraviolet lasing from spherical ZnO microcrystal produced by laser ablation in air2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Nakamura, Toshinobu Tanaka, Tatsuya Ikebuchi, Takeshi Ueyama, Fumiaki Nagasaki, Mitsuhiro Higashihata, Hiroshi Ikenoue, Tatsuo Okada
    • 学会等名
      20th Microoptics Conference
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis and characterization of Sb doped ZnO microspheres by pulsed laser ablation2015

    • 著者名/発表者名
      Fumiaki Nagasaki, Toshinobu Tanaka, Tatsuya Ikebuchi, Takeshi Ueyama, Yuki Fujiwara, Tetsuya Shimogaki, Mitsuhiro Higashihata, Daisuke Nakamura, Tatsuo Okada
    • 学会等名
      20th Microoptics Conference
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] PドープZnOマイクロスフィアの作製と特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      藤原 優輝, 池渕 達也, 植山 健史, 田中 稔伸, 永嵜 史明, 東畠三洋, 中村 大輔, 岡田 龍雄
    • 学会等名
      電気関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] MgドープによるZnOマイクロ球の紫外WGMレーザー発振の短波長化2015

    • 著者名/発表者名
      中村 大輔, 田中 稔伸, 永嵜 史明, 藤原 優輝, 東畠 三洋, 池上 浩, 岡田 龍雄
    • 学会等名
      応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] レーザーを用いた不純物添加ZnOマイクロ結晶球の作製2015

    • 著者名/発表者名
      中村 大輔, 下垣 哲也, 田中 稔伸, 永嵜 史明, 藤原 優輝, 東畠 三洋, 岡田 龍雄
    • 学会等名
      レーザー学会第480回研究会
    • 発表場所
      北九州市
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Mg-doped ZnO microspheres by laser ablation in air and their crystal and photoluminescence properties2015

    • 著者名/発表者名
      Toshinobu Tanaka, Fumiaki Nagasaki, Tetsuya Shimogaki, Mitsuhiro Higashihata, Daisuke Nakamura, Hiroshi Ikenoue, Tatsuo Okada
    • 学会等名
      International Conference on Laser Ablation
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      2015-09-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of ZnO Micro-Spheres by Laser Ablation and Their Application to Refractive Sensor2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Ueyama, Yuta Satou, Mitsuhiro Higashihata, Daisuke Nakamura, Hiroshi Ikenoue, Tatsuo Okada
    • 学会等名
      International Conference on Laser Ablation
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Surface refractive index dependence on the oscillation peak of photoexcited ZnO microspheres2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Ueyama, Yuta Sato, Mitsuhiro Higashihata, Daisuke Nakamura, Hiroshi Ikenoue, Tatsuo Okada
    • 学会等名
      7th International Congress on Laser Advanced Materials Processing
    • 発表場所
      福岡市
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ultraviolet lasing from semiconductor droplet fabricated by laser ablation2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Nakamura, Toshinobu Tanaka, Takeshi Ueyama, Tatsuya Ikebuchi, Yuta Sato, Mitsuhiro Higashihata, Hiroshi Ikenoue, Tatsuo Okada
    • 学会等名
      EMN meeting on droplets
    • 発表場所
      Phuket, Thailand
    • 年月日
      2015-05-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光励起ZnOマイクロ球の紫外レーザー発振における周囲媒質の影響2015

    • 著者名/発表者名
      植山 健史,佐藤 雄太,東畠 三洋,中村 大輔,池上 浩,岡田 龍雄
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県平塚市
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 大気中レーザーアブレーションによるドープZnOマイクロ球の作製2015

    • 著者名/発表者名
      田中 稔伸, 永嵜 史明, 藤原 優輝, 東畠 三洋, 中村 大輔, 岡田 龍雄
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川県平塚市
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Sb-doped ZnO microspheres by pulsed laser ablation and their photoluminescence properties2015

    • 著者名/発表者名
      T. Tanaka, T. Shimogaki, N. Nagasaki, M. Higashihata, D. Nakamura, H. Ikenoue and T. Okada
    • 学会等名
      SPIE PHOTONICS WEST 2015
    • 発表場所
      アメリカ, サンフランシスコ市
    • 年月日
      2015-02-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] SbドープZnOマイクロスフィアの作製とアニール処理による発光特性変化2014

    • 著者名/発表者名
      田中 稔伸, 下垣 哲也, 中村 大輔, 東畠 三洋, 岡田 龍雄
    • 学会等名
      平成26年度(第67回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      鹿児島市
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光励起ZnO微小球のレーザー発振における表面屈折率依存性2014

    • 著者名/発表者名
      植山 健史,佐藤 雄太,東畠 三洋,中村 大輔,池上 浩,岡田 龍雄
    • 学会等名
      平成26年度(第67回)電気・情報関係学会九州支部連合大会
    • 発表場所
      鹿児島市
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 大気中レーザーアブレーションにより作製したZnOマイクロ単結晶球の発光特性2014

    • 著者名/発表者名
      中村 大輔,佐藤 雄太,池渕 達也,田中 稔伸,植山 健史,東畠 三洋,池上 浩,岡田 龍雄
    • 学会等名
      レーザー学会第465回研究会
    • 発表場所
      鹿児島県指宿市
    • 年月日
      2014-09-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Optical characterization of ZnO microsphere produced by laser ablation in air2014

    • 著者名/発表者名
      D. Nakamura, N. Tetsuyama, T. Shimogaki, Y. Sato, Y. Mizokami, M. Higashihata, T. Okada
    • 学会等名
      Laser Precision Microfabrication 2014
    • 発表場所
      リトアニア ビリニュス
    • 年月日
      2014-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Emission characteristics of electrically- and optically-pumped single ZnO micro-sperical crystal2014

    • 著者名/発表者名
      D. Nakamura, T. Shimogaki, K. Fusazaki, Y. Mizokami, M. Higashihata, H. Ikenoue, T. Okada
    • 学会等名
      SPIE Photonic West
    • 発表場所
      サンフランシスココンベンションセンター(USA)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of spherical semiconductor crystals by simple laser ablation method2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shimogaki, K. Fusazaki, Y. Mizokami, N. Tetsuyama, M. Higashihata, H. Ikenoue, D. Nakamura, T. Okada
    • 学会等名
      12th International Conference on laser Ablation
    • 発表場所
      Ischia(Italy)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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