| 研究課題/領域番号 |
17360033
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用光学・量子光工学
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| 研究機関 | 独立行政法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
岡本 隆之 独立行政法人理化学研究所, 河田ナノフォトニクス研究室, 先任研究員 (40185476)
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| 研究分担者 |
FEKHRA H'Dhili 独立行政法人理化学研究所, 河田ナノフォトニクス研究室, 協力研究員 (80392091)
馮 晶 独立行政法人理化学研究所, 河田ナノフォトニクス研究室, 協力研究員 (30392088)
OKAMOTO Takayuki RIKEN, Nanophotonics Laboratory, Senior Research Scientist (40185476)
FENG Jing RIKEN, Nanophotonics Laboratory, Contract Researcher
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
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| キーワード | プラズモニクス / 表面プラズモン / プラズモニック結晶 / プラズモニック・バンドギャップ / レーザー / 有機EL素子 |
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| 研究概要 |
プラズモニック・バンドギャップ・レーザーに最適なプラズモニック結晶の格子形状について検討を行った。吸収損失を最小化するためには、バルク金属ではなく、金属薄膜を用いて、長距離伝搬型表面プラズモン(LRSP)を用いることが必須である。レーザーに用いられるプラズモニック結晶はその両側の誘電率が異なるが、利得媒質の厚さを最適にすることで、LRSPの伝搬が可能であることを示した。また、そのときの損失係数は媒質の利得係数より小さくなることを示した。バンドギャップを最も広くする構造として、金属薄膜の両界面の格子形状を対象にした構造が最適であることを示した。さらに、この構造においては、一方のバンドギャップ端において、放射損失をなくすことができることを示した。また、プラズモニック結晶の作製を考慮した場合、片面が平坦で片面だけに格子を持つプラズモニック結晶も有用であることを示した。しかしながら、これらの解析は1次元格子からなるプラズモニック結晶において行われたものであり、実際のレーザー発振には2次元プラズモニック結晶が不可欠である。そのため、2次元プラズモニック結晶の解析のためのソフトウェアを開発した。
一方、有機EL素子へのプラズモニック結晶の応用においては、まず、プラズモニック結晶を金属陰極に採用することにより、不透明な金属陰極を通して、光を高効率で取り出すことに成功した。また、本有機EL素子の透明基盤側からの光取出効率は従来の素子のそれの4倍となった。次に、本構造と発光スペクトル帯域の非常に狭い発光材料と組み合わせることで、非常に指向性の高い(発光角度幅:4°)有機EL素子が作製できることを示した。最後に、誘電体-金属-誘電体構造を陰極に採用することで、波長選択性のある有機EL素子を開発した。
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