| 研究課題/領域番号 |
13355030
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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 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
化学工学一般
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
山口 由岐夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20332570)
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| 研究分担者 |
松井 功 東芝研究開発センター, 主任研究員
前之園 信也 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00323535)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | 半導体ナノ粒子 / 光記録媒体 / 光ディスク / ナノ粒子配列 / 塗布 / 共焦点レーザー |
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| 研究概要 |
半導体ナノ粒子を用いた光メモリーデバイスの開発のために、原理とメカニズムの解明を行い、製造プロセスの最適化を実施した。
半導体ナノ粒子薄膜に紫外光を照射すると、照射部の蛍光強度が時間と共に上昇することは、当研究グループの既往の研究により確認されていた。しかし光メモリーへの応用を考えた場合、記録値となる蛍光強度は、紫外光の照射時間によってのみしか制御することができなかった。しかし本研究で蛍光強度の増加率が照射する励起光の強度に依存することが発見された。弱い光を用いた場合には増加率が大きく、強い光を用いた場合には低い増加率となった。この結果から、異なる強度の励起光を用いることにより多値の記録を行えることが示された。さらに蛍光強度の増加は可逆的であることも見出されたため、この多値記録は書き換え可能となることも示された。すなわち現在の「0」「1」の二値記録よりも記録容量が大きくなるメモリーデバイスの可能性を示した。さらにこれらの多値記録と記録値(蛍光強度)の読み取りは単一の波長で行うことができるため、記録および消去の光ヘッドの共有化と、読み取り装置の単純化されることが期待される。
粒子配列膜を大面積かつ高速に作製するには、液相プロセスによる薄膜の作成が必要である。粒子の粒径が小さくなるほど粒子表面に及ぼされる力やブラウン運動の影響が大きくなるが、それらが粒子の配列に及ぼす影響は明確ではなく実験では試行錯誤的に行われていた。そこで本研究では、液面を介して粒子間に相互作用する力を考慮し、乾燥過程における粒子の挙動のシミュレーションを行った。この結果、粒子が規則的に凝集する状態、ランダムに凝集・配列する状態、粒子が規則配列する状態の3つの状態になる条件を提示することができた。特に規則配列する条件を提示できたことは、液相プロセスによって粒子を配列させる可能性を示唆しており、半導体粒子薄膜の作製のみならず、粒子を用いている幅広い分野への応用が期待できる。
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