| 研究課題/領域番号 |
06452228
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
内藤 喜之 東京工業大学, 工学部, 教授 (70016335)
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| 研究分担者 |
横井 秀樹 東京工業大学, 工学部, 助手 (90251636)
安斎 弘樹 東京工業大学, 工学部, 助手 (80212661)
水本 哲弥 東京工業大学, 工学部, 助教授 (00174045)
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| キーワード | ヘテロエピタキシ / 希土類鉄ガ-ネット / 半導体レーザ / 光アイソレータ / 光集積回路 / ラザフォード後方散乱 / スパッタリング |
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| 研究概要 |
光アイソレータと半導体レーザを集積化するために、InP基板上に磁気光学材料・希土類鉄ガ-ネット(YBi)_3Fe_5O_<12>(Bi:YIG)を結晶成長させる技術を開発することが本研究の目的である。二つの結晶の格子定数差を克服することが最大の課題であり、このためにBaF_2を中間層に用い、この上にBi:YIGを成長することを検討する。
本年度の研究内容と得られた成果を次に要約する。
1.BaF_2中間層の結晶成長条件の最適化
真空蒸着法により、(111)InP基板上に(111)BaF_2層の最適な結晶成長条件の探索を行った。主に成長速度と基板温度を制御し、基板温度140℃でラザフォード後方散乱法によるチャネリング収率6%という、単結晶基板に近い良好な結晶性を有するBaF_2中間層を形成することができることを明らかにした。また、140℃という低温で成長することによって、InP基板に対するダメ-ジがほとんどないことが明らかになった。
2.格子定数1.24nmを有するBi:YIG結晶成長条件の探索
対向ターゲット式スパッタリング法によって、希土類鉄ガ-ネットBi:YIG(111)の結晶成長を行った。BaF_2上に成長させるために、Bi:YIGの格子定数を1.24nmに制御する必要がある。予備実験として、スパッタターゲットの組成、基板温度、スパッタリング中のO_2-Arガス分圧などの条件を変化させてGd_3Ga_5O_<12>基板上に結晶成長を行い、最適成長条件を探索した。その結果、化学量論的組成よりFeリッチなスパッタターゲットを用いることによって、基板温度450〜500℃で所望の格子定数を有するBi:YIGを成長させることができた。15EA07:次年度において、InP基板上に成長したBaF_2上でBi:YIGを結晶成長させる条件を探索する。
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