| 研究概要 |
独自に開発した二重管式同軸線路型マイクロ波プラズマ化学気相堆積(MPCVD)装置を用いてシリコンナノクリスタル(Si-nc)を作製し、作成条件と作成されたSi-ncによるフォトルミネッセンスによる発光特性との関係について評価を行った。その結果、モノシランのアルゴンに対するガス流量比の増加と共にSi-ncの微細化が可能であること、Si-nc生成後の酸化条件(酸化時間,酸化温度)を変える事により発光効率が上昇することなどの知見を得た。他方、コンピュータ制御によりガス流量やガス圧などの精密制御を可能とした上記MPCVD装置の用いて、新たなシリコン系光機能材料を目指してa-Si:HとSi_3N_4からなる多層膜を作製し膜質を評価した。作製した多層膜の光学的エネルギーバンドギャップの理論曲線と実験値はよく一致しており、良質な多層膜が作製でき、これをスラブ導波路に加工した。その結果TMモードを透過し,TEモードをカットするという特性を得た。今後、これらシリコン系材料の新たな機能について検討し、ディバイス化を行っていく予定である。
基板上の所望位置に精密配列制御された高品質化合物半導体ナノクリスタルの作成について引き続き検討を行った。電子ビーム露光法によるGaAs基板上へのナノオーダーディップの作成プロセス技術を確立した。さらに、これまでにガスソース分子線エピタキシャル成長法で成長したInAsパターン構造から室温におけるPLを確認するとともに、安全性の優れた固体ソースによる成長条件を把握した。これらの結果から、ナノ加工基板による位置制御半導体ナノクリスタル作成の目途を得た。他方、応用を念頭に、半導体光増幅器を利用した多モード干渉型波長変換デバイスの基本動作を達成し、動作原理についての解析を通して高効率動作の指針を得るとともに、光機能デバイス応用のための技術的な課題を解決した。
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