非線形光学用単結晶の非線形光学特性に関する研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650322
• 研究機関: 愛知工業大学
• 研究代表者: 大橋 朝夫 愛知工業大学, 工学部, 教授 (20023244)
• 研究分担者: 落合 鎮康 愛知工業大学, 工学部, 教授 (10078909)
• キーワード: 分子線エピタキシー装置 / バナジルフタロシアニン / 単結晶 / エピタキシー成長 / 三次非線形光学感受率 / KBr基板 / 光コンピュータ用IC / 光スイッチング

研究概要

本研究では、分子線エピタキシー(MBE)法により作製されたVOPc膜へ有機ガス処理を施すことにより、厚膜のミスフィットの解消を検討した。作製されたVOPc膜の有機ガス処理前におけるVIS/UVスペクトルがQバンド帯領域の波長780nm付近に吸収ピークを示すことから、製膜されたVOPc膜が擬似エピタキシー成長した構造であることを示した。有機ガス処理後では、処理前での波長780nm付近のピークが波長810nm付近へピークシフトしていることから、VOPc膜が擬似エピタキシー成長からエピタキシー成長した構造へ相転移したことを示した。有機ガス処理前における試料の走査型電子顕微鏡(SEM)像から、島状結晶によってVOPc膜の表面が形成されていること、膜表面に乱れが存在することから、ミスフィットによって生じた島状結晶内の歪みの影響によるものであることを指摘した。有機ガス処理後におけるSEM像から、VOPc膜の表面が平滑であること、連続膜となっていることから、有機ガス処理によりKBr基板上のVOPc分子が移動し、ミスフィットによる膜中の歪みが解消さることを示した。この手法を用いて、膜厚96nm、面積25mm^2のVOPc膜をエピタキシー成長させることに成功した。近年、有機非線形光学膜の作製、評価および応用に関する研究は国の内外を問わず、注目をあび、大いに研究が進められているが、エピタキシー法により作製された大形単結晶と非線形光学特性の関係については、ほとんど検討されていないのが現状である。本研究が世界的にみても光ICの研究分野において、最先端の研究であることを確信している。
本研究の今後の課題としては、エピタキシー成長した大形単結晶を用いて、光スイッチング、メモリ、光双安定特性の実験を急ぐ予定である。

研究成果

• [文献書誌] 前田昭徳: "分子線エピタキシー法でKBr、雲母基板上に作製したバナジルフタロシアニン単結晶の評価"電気学会論文誌A. 118-A. 464-474 (1998)
• [文献書誌] 前田昭徳: "分子線エピタキシー法でガラス基板上に作製されたバナジルフタロシアニン薄膜の相構造変化に伴う熱刺激電流"真空. 41・6. 569-573 (1998)
• [文献書誌] Nakano Hiroyuki: "Scomd and Third Harmonic Generations of Soluble Vanadyl-Phthalocyanine Doped in Polymer Films"Optics and Optoelectronics. 2. 936-941 (1998)
• [文献書誌] 前田昭徳: "MBE法によりKBr基板上に作製されたバナジルフタロシアニン単結晶とそのSHGとTHG"電子情報通信学会論文誌. J82-C-I・4. 195-204 (1999)
• [文献書誌] Akinori Maeda: "Third Harmonic Generation and Growth Mechanism of Vanadyl-Phthalocyanine single Crystal Prepard on KBr Substrate by Molecular Beam Epitaxy"Journal of Crystal Growth. 201/202. 1073-1075 (1999)
• [文献書誌] 奥村典弘: "エピタキシー成長したバナジルフタロシアニン膜の非線形光学特性"真空. 42・3. 49-52 (1999)
• [文献書誌] 中野寛之: "有機ガス処理されたKBr基板上のバナジルフタロシアニン膜の相遷移"真空. 43・3. (2000)
• [文献書誌] 相馬崇宏: "ポリエチレンテレフタレート基板上に作製されたバナジルフタロシアニン薄膜の非線形光学特性"真空. 43・3. (2000)