シリコン系光学薄膜からの高効率発光を目指した基礎研究

• 研究課題/領域番号: 26390073
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 光工学・光量子科学
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 三浦 健太 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (40396651)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: Si / SiO2 / 多層膜 / スパッタリング / 発光 / 微細周期構造 / 光取り出し効率 / シリコン / 周期構造

研究成果の概要

紫外発光するSi/SiO2多層膜において，Si層とSiO2層との推定膜厚比に対する発光ピーク強度の変化について調べた。結果として，一周期あたりのSi推定膜厚比が0.29の時，紫外発光ピークが最大になることがわかった。更に，微細周期構造の付与による光取り出し効率改善のための基礎検討として，発光材料としてのZnO薄膜をSi基板上に成膜し，その試料の表面に，二光束干渉露光法を駆使してZnOからなる微細周期構造を形成後，その発光特性の変化を調べた。その結果，微細周期構造が有る場合は，無い場合に比べ，観測される発光ピーク強度が約5倍にまで向上することを確認できた。

研究成果

• [雑誌論文] Photoluminescence and X-ray diffraction properties of europium and silver co-doped tantalum-oxide thin films deposited by co-sputtering (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Shimada, K. Miura, R. Fujii, M. Kanakubo, W. Kada, and O. Hanaizumi
  • 雑誌名: J. Mater. Sci. Chem. Eng. 巻: 5 号: 02 ページ: 35-40
  • DOI: 10.4236/msce.2017.52004
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Luminescent periodic microstructures for medical applications (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Miura
  • 雑誌名: J. Mater. Sci. Eng. 巻: 5 号: 07 ページ: 74-74
  • DOI: 10.4172/2169-0022.c1.046
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Size and dopant-concentration dependence of photoluminescence properties of ion-implanted phosphorus- and boron-codoped Si nanocrystals (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Nakamura, S. Adachi, M. Fujii, H. Sugimoto, K. Miura, and S. Yamamoto
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 91 号: 16 ページ: 165424-165424
  • DOI: 10.1103/physrevb.91.165424
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Si-layer-thickness ratio on UV-light-emission intensity from Si/SiO2 multilayered thin films prepared using radio-frequency sputtering (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Miura, H. Hoshino, M. Honmi, and O. Hanaizumi
  • 雑誌名: Materials Sciences and Applications 巻: 6 号: 03 ページ: 215-219
  • DOI: 10.4236/msa.2015.63025
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Fabrication of ZnO periodic microstructures and evaluation of their luminescence (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Saito, O. Matsumoto, D. Yamazaki, Y. Hirano, K. Noguchi, W. Kada, K. Miura, and O. Hanaizumi
  • 学会等名: 3rd International Symposium of Gunma University Medical Innovation and 8th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
  • 発表場所: Kiryu, Japan
  • 年月日: 2016-12-09
  • 国際学会
• [学会発表] Photoluminescence properties of Eu and Ag co-doped Ta2O5 thin films deposited by co-sputtering (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Shimada, M. Kanakubo, S. Segawa, M. Machida, K. Miura, W. Kada, K. Noguchi, and O. Hanaizumi
  • 学会等名: 3rd International Symposium of Gunma University Medical Innovation and 8th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
  • 発表場所: Kiryu, Japan
  • 年月日: 2016-12-09
  • 国際学会
• [学会発表] Light-emission properties of Yb and Ag co-doped Ta2O5 thin films fabricated by sputtering (2016)
  • 著者名/発表者名: M. Kanakubo, K. Shimada, S. Segawa, M. Machida, K. Miura, W. Kada, K. Noguchi, and O. Hanaizumi
  • 学会等名: 3rd International Symposium of Gunma University Medical Innovation and 8th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
  • 発表場所: Kiryu, Japan
  • 年月日: 2016-12-09
  • 国際学会
• [学会発表] Luminescent thin films for solar cell applications (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Miura and O. Hanaizumi
  • 学会等名: 7th Annual Global Congress of Catalysis
  • 発表場所: Goyang, Korea
  • 年月日: 2016-07-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Periodic structures for Si optoelectronics (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Miura, W. Kada, and O. Hanaizumi
  • 学会等名: 5th International Symposium on Element Innovation
  • 発表場所: Kiryu, Japan
  • 年月日: 2015-11-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Simple fabrication of ZnO periodic structures for Si-based thin-film solar cells (2015)
  • 著者名/発表者名: O. Matsumoto, M. Saito, K. Noguchi, W. Kada, K. Miura, and O. Hanaizumi
  • 学会等名: 5th International Symposium on Element Innovation
  • 発表場所: Kiryu, Japan
  • 年月日: 2015-11-30
  • 国際学会