周期的構造変調層を形成したSiナノ結晶分散薄膜の電気的・光学的性質

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11650319
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 猪熊 孝夫 金沢大学, 工学部, 助教授 (50221784)
• 研究分担者: 長谷川 誠一 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (10019755)
• キーワード: シリコンナノ結晶 / 酸化物媒質 / 薄膜 / フォトルミネセンス / 分布ブラッグ反射鏡 / 垂直光共振器 / 発光波長制御

研究概要

Siナノ結晶(nc-Si)分散薄膜のフォトルミネセンス(PL)スペクトル幅は約0.3eVと広く,応用上スペクトル幅の尖鋭化や波長選択性の向上が望まれる。本研究では,膜厚方向に周期的な組成変調を与え分布ブラッグ反射鏡を形成し,光共振器を構成することにより,PLスペクトルの尖鋭化を図った。
nc-Si分散薄膜は,プラズマCVD法によって堆積したSiO_x薄膜(x<2.0)を1100℃で熱アニーリングすることにより作製した。屈折率変調層の形成は,SiO_x堆積中にO_2供給量を変化させ組成に変調を与えることにより実現した。熱処理後に形成されるナノ結晶のサイズは組成に依存するため,結果として平均結晶サイズにも周期的な空間変調が与えられることになる。試料表面にAuを約20nm真空蒸着し光共振器を構成すると,PLスペクトルの半値幅は約0.025eV程度まで狭くなるという結果が得られた。