• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実績報告書

AlGaN/GaNナノ結晶光共振器を用いた有機半導体レーザの開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K14260
研究機関上智大学

研究代表者

菊池 昭彦  上智大学, 理工学部, 教授 (90266073)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード光デバイス / 有機半導体レーザ / 有機半導体 / 窒化物半導体 / 光共振器 / 有機単結晶 / ナノ構造 / 酸化物半導体
研究実績の概要

本研究では、電流注入型有機半導体レーザの実現を目指し、窒化物半導体(GaN)ナノ構造光共振器と単結晶有機半導体発光層を組合わせた有機無機複合型デバイス構造の提案と要素技術の開発を行った。以下に年度毎の成果を記す。
2016年度:GaNの水素支援熱分解を利用する独自の低損傷極微細加工技術である水素雰囲気異方性熱エッチング(HEATE)法を用いて六角形AlGaNマクロディスク共振器構造を作製し、光励起発振の観測とモード解析を行い、光共振器構造としての有効性を確認した。静電塗布と低蒸気圧液膜を用いる板状有機単結晶成長技術である静電塗布液膜法を開発し、板状結晶の析出が困難な有機分子(Alq3等)において大型板状単結晶の成長に成功した。
2017年度:可視域のGaNフォトニック結晶(PhC)光共振器の作製に向け、薄膜SiO2マスクとアンモニア添加HEATE法による高精度高垂直性エッチング技術を開発した。狭空隙に板状有機単結晶を析出させるマイクロギャップ法で成長させた有機単結晶(PBD)からの光励起誘導放出の観測に成功した。また、静電塗布液膜法を用いた薄膜有機単結晶への濃度制御分子ドーピングに成功した。
2018年度:HEATE加工法により可視領域に適用可能な高アスペクトホール型PhC、ピラー型PhCおよび横型多層膜反射鏡等の多様なGaN光共振器構造の作製を実証した。また、蛍光性低分子材料であるo-MSBやC6をドープした薄膜ワイドギャップ有機半導体(PBD)単結晶を成長し、ドーパント分子からの青色と緑色の光励起誘導放出に成功した。
本研究により、HEATE法による高精度GaN光共振器作製技術が格段に進展し、板状有機単結晶薄膜の成長と分子ドーピング技術が開発され、低コスト高効率な可視域レーザ光源として期待される電流注入型有機半導体レーザの実現に向けた基盤技術の新しい方向性が示された。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] In-plane doping profile control of plate-like organic single crystals grown by a method combining electrospray and low vapor pressure liquid film2019

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Keita、Ueda Hiroyuki、Kikuchi Akihiko
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: SBBG07~SBBG07

    • DOI

      https://doi.org/10.7567/1347-4065/aafe6e

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Proposal of Organic Single Crystal Growth Method Using Electrospray Deposition and Thin-Film Ionic Liquid2018

    • 著者名/発表者名
      Ueda Hiroyuki、Takeuchi Keita、Terada Ryo、Kikuchi Akihiko
    • 雑誌名

      physica status solidi (b)

      巻: 255 ページ: 1700351~1700351

    • DOI

      10.1002/pssb.201700351

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Precipitation of thin-film organic single crystals by a novel crystal growth method using electrospray and ionic liquid film2018

    • 著者名/発表者名
      Ueda Hiroyuki、Takeuchi Keita、Kikuchi Akihiko
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 ページ: 04FL12~04FL12

    • DOI

      doi.org/10.7567/JJAP.57.04FL12

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Optical Characterization of Co-doped Single Crystal Organic Semiconductor with Emissive and Assist Dopants2019

    • 著者名/発表者名
      5.Kosuke Watanabe, Keita Takeuchi, Ryogo Abe, Asuka Suzuki, and Akihiko Kikuchi
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of CH3NH3PbBr3 Based Perovskite Single Crystal Arrays by Spin-coating Method Using Hydrophobic Patterned Substrate2019

    • 著者名/発表者名
      6.Ryogo Abe, Keita Takeuchi, Asuka Suzuki, Kosuke Watanabe, and Akihiko Kikuchi
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface passivation effect of saturated ozone water treatment on InGaN/GaN nanostructures fabricated by hydrogen environment anisotropic thermal etching (HEATE)2019

    • 著者名/発表者名
      7.Yusuke Namae, Daichi Itou, Akihiro Matsuoka, Yuki Ooe, Yusei Kawasaki, Yuta Moriya, and Akihiko Kikuchi
    • 学会等名
      13th International Conference on Nitride Semiconductors (ICNS-13)
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth and Fluorescence Sensitization of Wide-Bandgap Organic Single Crystals Co-Doped with Emissive and Assistant Dopants2019

    • 著者名/発表者名
      8.Keita Takeuchi, Ryogo Abe, Asuka Suzuki, Kosuke Watanabe, and Akihiko Kikuchi
    • 学会等名
      61th Electronic Materials Conference (EMC 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth of molecularly doped organic single crystal by a novel method using electrospray and low vapor pressure solvent2018

    • 著者名/発表者名
      1.Keita Takeuchi, Hiroyuki Ueda, Ryo Terada, Ryogo Abe, and Akihiko Kikuchi
    • 学会等名
      2018 Compound Semiconductor Week
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth of thin film organic single crystals with controlled in-plane doping profile by a novel method using electrospray and low vapor pressure solvent2018

    • 著者名/発表者名
      2.Keita Takeuchi, Hiroyuki Ueda, Ryogo Abe, and Akihiko Kikuchi
    • 学会等名
      50th International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Diameter-dependent emission characteristics of InGaN/GaN multi quantum well nanopillars fabricated by hydrogen environment anisotropic thermal etching (HEATE)2018

    • 著者名/発表者名
      3.Yusuke Namae, Daichi Ito, Yusei Kawasaki, Yuki Ooe, Akihiro Matsuoka, Yuta Moriya, and Akihiko Kikuchi
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of high-aspect GaN nanostructures by hydrogen environment anisotropic thermal etching (HEATE) with addition of ammonia gas2018

    • 著者名/発表者名
      4.Yusei Kawasaki, Akihiro Matsuoka, Yusuke Namae, Yuki Ooe, and Akihiko Kikuchi
    • 学会等名
      International Workshop on Nitride Semiconductors (IWN2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] 窒化ガリウム(GaN)を用いた可視光領域空孔型トポロジカルフォトニック結晶スラブ導波路の設計2018

    • 著者名/発表者名
      9.石井空良,菊池昭彦
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 静電塗布法と低蒸気圧液体膜を用いる制御された面内ドーピングプロファイルを有する薄膜有機単結晶の成長2018

    • 著者名/発表者名
      10.竹内啓太,安部僚吾,菊池昭彦
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] スピンコート法と疎水性パターン基板を用いたCH3NH3PbBr3ペロブスカイト単結晶アレイの作製2018

    • 著者名/発表者名
      11.安部僚吾,竹内啓太,菊池昭彦
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 水素雰囲気異方性熱エッチング(HEATE)法におけるアンモニア添加を利用した高アスペクトp-GaN ナノ構造の作製2018

    • 著者名/発表者名
      12.川崎祐生,松岡明裕,生江祐介,大江優輝,伊藤大智,森谷祐太,菊池昭彦
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 水素雰囲気異方性熱エッチング(HEATE)法で作製したInGaN/GaN多重量子井戸ナノピラーにおける発光特性のサイズ依存性2018

    • 著者名/発表者名
      13.生江祐介,伊藤大智,川﨑祐生,大江優輝,松岡明裕,森谷祐太,菊池昭彦
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 六角形状GaNマイクロディスクにおけるWGM発振の周回方向2018

    • 著者名/発表者名
      14.上石拳,光野徹也,菊池昭彦,岸野克巳,酒井優
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 水素雰囲気異方性熱エッチング(HEATE)法による高密度InGaN/GaNナノ構造の作製2018

    • 著者名/発表者名
      15.大江優輝,生江祐介,松岡明裕,川崎祐生,伊藤大智,森谷祐太,菊池昭彦
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
  • [学会発表] 六角形状 GaN マイクロディスクにおける WGM 発振の周回方向2018

    • 著者名/発表者名
      16.上石拳,光野徹也,菊池昭彦,岸野克巳,東海林篤,酒井 優
    • 学会等名
      日本光学会ナノオプティクス研究グループ 第25回研究討論会
  • [学会発表] 溶液法で成長した分子ドープ有機単結晶からのナノ秒レーザ励起による青色域誘導放出の観測2018

    • 著者名/発表者名
      17.安部僚吾,竹内啓太,鈴木明日香,渡辺航介,菊池昭彦
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] HEATE法で作製したInGaN/GaN極微細ナノピラーに対する飽和オゾン水処理による表面パシベーション効果2018

    • 著者名/発表者名
      18.伊藤大智,松岡明裕,生江祐介,大江優輝,川崎祐生,森谷裕太,富樫理恵,菊池昭彦
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 水素雰囲気異方性熱エッチング(HEATE)法による(010)面β-Ga2O3の高アスペクト異方性エッチング2018

    • 著者名/発表者名
      19.大江優輝,川崎祐生,森谷裕太,伊藤大智,富樫理恵,菊池昭彦
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] アシストドーパントを用いた分子ドーピング有機単結晶の光学特性評価2018

    • 著者名/発表者名
      20.渡辺航介,竹内啓太,安部僚吾,鈴木明日香,菊池昭彦
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] 静電塗布と低蒸気圧液体薄膜を用いた共ドープ有機単結晶の成長とアシストドーパントによる増感蛍光2018

    • 著者名/発表者名
      21.鈴木明日香,竹内啓太,安部僚吾,渡辺航介,菊池昭彦
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi