| 研究課題/領域番号 |
16K17506
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| 研究機関 | 法政大学 |
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研究代表者 |
中村 俊博 法政大学, 理工学部, 准教授 (90451715)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | レーザー / 酸化亜鉛 / ナノ・マイクロ粒子 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、半導体微粒子で構成されるランダム共振器と半導体中の励起子を結合させ、励起子状態を制御することで、従来のランダム構造系では不可能な新奇物理現象の発現を目指している。今年度は、前年度に引き続いて、本研究遂行に最適な半導体微粒子の種類・サイズ・形状の選定を行い、さらに詳細な特性を評価した。
本研究では、半導体微粒子として、酸化亜鉛粉末を用いる。酸化亜鉛はその優れた発光特性から、有望なレーザー材料として知られており、安価・安全であることから紫外レーザーデバイスへの応用が期待されている。本研究では、酸化亜鉛中に励起される励起子モードとランダムレーザーモードの結合を図るため、適切な構造を選択することで、ランダムレーザーの利点である簡便さを維持したまま、モード特性のある程度の制御が可能となる構造を模索した。今年度は、簡易に作製可能なランダムレーザーの特徴と、モード制御性を兼ね備えた、ナノ粒子で構成されるマイクロオーダーの凝集体構造の酸化亜鉛ランダムレーザーに着目し、ナノ粒子のサイズなどをパラメータとしてレーザー発振特性の評価を行った。その結果、この凝集体構造のレーザー発振特性は、凝集体を構成するナノ粒子のサイズに大きく依存することを見いだした。そして、レーザー発振の安定性が、サイズだけでなく凝集体に含まれる不純物等にも影響されることがわかった。そのため、適切な処理を行うことにより、不純物を含まない試料を作製し、安定したレーザー発振を生ずる構造体が、本研究の到達目標である励起子との結合状態の実現には必要であることを見いだした。以上のように、凝集体マイクロランダムレーザーでは、凝集体内の不純物のコントロールも重要であることが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究の進捗状況として、以後の研究に最適な系を見いだすため、簡易に作製可能なランダムレーザーの特徴を備え、モード制御が可能な、ナノ粒子で構成されるマイクロオーダーの凝集体酸化亜鉛ランダムレーザーの、ナノ粒子のサイズなどをパラメータとしたレーザー発振特性の評価を行った。そして、凝集体レーザーのレーザー発振特性が、凝集体に含まれる不純物の影響を強く受けることを見いだした。そのため、励起子との結合のためには、当初想定したサイズ制御だけでなく、研究計画時に予期していなかった不純物を含まない材料での組み立てが重要であり、試料条件のさらなる最適化を余儀なくされたため、研究の進捗にやや遅れが出ている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究の今後の研究推進方策としては、これまでの研究経過で得た知見をもとに、不均一マイクロ粒子及び、凝集体マイクロ粒子の両者で、粒子の結晶性の向上や試料純度の精製を行い、低しきい値レーザーの作製を行う。そして、それらのモード特性の制御性や、低温でのレーザー特性の評価から、早期のランダム共振器と励起子の強結合の状態の発現の確認を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度、研究実施のための物品（消耗品額）について、前任の群馬大学から法政大学への移動に伴う実験装置の立ち上げ準備を行い、実験回数が減少したため予定より消費量が少なくなり、若干の繰越金が生じた。次年度は、今年度の実施できなかった実験も併せて行い、次年度の消耗品費と合算して使用することを予定している。
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