| 研究概要 |
本研究では,従来まで不可能であった2ミクロン以上の赤外光に感度を持ち,および可視光に対してはこれまでの素子の3倍以上の80%以上の1次量子効率を持つ光電子放出デバイスを実現することを目標として研究を開始した.これまでに強誘電体からの電子放出現象を利用して中・遠赤外光に感度を持つ赤外線光検出素子の製作をおこなってきた.
本プロジェクトにおいて,100μm厚のPZT強誘電体薄板を用いて赤外光に対する光電子放出デバイスの基礎的な原理確認実験を行い,原理確認に成功した.その高感度化と高速応答性を目指して,単結晶材料の強誘電体材料を検討した.SrTiO3単結晶材料をPZTの代わりに検討したところ,電子放出面に電子供給用の電極を設けることにより,連続的な電子放出が確認できた.さらに,その応答性に関しても約3倍程度の高速応答が実現できた.さらに,可視光に対して,pnフォトダイオードを内蔵するシリコンフィールドエミッタアレイを作製し量子効率70%の光電子放出デバイスの作製に成功し,反射防止膜を設けることにより80%以上の量子効率が得られる見通しを得た.
さらにイメージセンサとして用いるにはマイクロサイズの真空パッケージか技術が必要であるとの認識からMEMS技術を用いた真空パッケージに関する検討をおこなった.微小空間にチタンゲッターを配置する事を検討し,実際に蒸発型真空ゲッターと2極型電界放出微小電子源を一体化させたマイクロパッケージの製作に成功し,ブリッジ構造を施したマイクロチタンブリッジの低電圧での蒸発を確認した
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