| 研究課題/領域番号 |
09305021
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
加藤 勇 早稲田大学, 理工学部, 教授 (80063775)
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| 研究分担者 |
宇高 勝之 早稲田大学, 理工学部, 教授 (20277817)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 2000
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| キーワード | マイクロ波プラズマCVD / シリコンナノクリスタル / 多層膜 / 発光材料 / 光導波路形フィルタ / 分子線エピタキシャル成長 / 半導体ナノクリスタル / 波長変換デバイス |
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| 研究概要 |
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による発光特性との関係について評価を行った。さらにSiナノクリスタルの生成にイオン衝撃が関係していると考えられるが、生成過程を解析することによりこれを明らかにした。さらに、Siナノクリスタルの数を計算することにより、解析の妥当性も明らかにした。他方、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、本スラブ導波路に光を照射し、a-si : H層を光ポンピングすることにより、導波路の伝搬特性が変化することを見い出している。
基板上に高密度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を目標とし基礎的な検討を行った。GaAs基板上に電子ビーム露光(EBX)法により直径約300nm、深さ約20nmナノオーダーのディップ形成条件を把握し、その上にInAsを分子線エピタキシャル(MBE)法により成長を行った。その結果ディップ沿ってリング状に位置制御された高さ約25nmのナノクリスタルを得ることができ、室温におけるPLを確認した。また積層化のための技術的知見が得られた。他方、上記半導体ナノクリスタルが適用される光機能デバイスとして、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や光スイッチの高性能動作を達成し、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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