研究課題
基盤研究(A)
まず、電子ビーム露光やエピタキシャル成長を伴わず、二重干渉露光と高周波スパッタリングのみという非常に簡便なプロセスにより、硫化カドミウム(CdS)系2次元フォトごック結晶を形成した。作製されたフォトニック結晶の面内のパターンは三角格子で、格子間隔は610nmである。膜面に垂直な方向のフォトルミネッセンス(PL)スペクトルは525nm近傍にピークを持ち、半値前幅(FWHM)が48nmに狭窄化されていることが分かった。非常に簡単な構造で、詳細な設計や調整なしに、目標であったFWHMが50nm程度の狭窄化が実現できた。次に、機能材料から成る3次元フォトニック結晶構造を実現するための第一のステップとして、InP基板上で、横方向を3次元フォトニック結晶で閉じ込められた領域に半導体活性層を選択エピタキシャル成長させるプロセスを開発した。すなわち、InP基板上で、ドライエッチングにより3次元フォトニック結晶に孔を形成し、そこにInGaAs/InGaAlAs系多重量子井戸(MQW)活性層を選択エピタキシャル成長させた。また、主にフォトニック結晶層を横方向に伝搬した自然放出光のスペクトルを測定し、偏波依存性があることを確認した。最後に、自己クローニング法と整合性の良い新しい発光材料の開発を行った。これは、結果が予想されていたものではなく、本研究遂行中に偶然発見されたものである。すなわち、自己クローニング法と同じrfスパッタでアニールなしのプロセスでSiナノクリスタルを形成し、白色や青色の発光を得ることができた。
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Journal of Light and Visual Environment (掲載予定)
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Journal of Light and Visual Environment (to be published)
