研究課題
量子サイズシリコンで生じる諸機能について、個別特性の向上から、素子化技術の確立、情報機能統合の検証実験に至る一連の研究を進展させた。得られた主な成果を以下に示す。1.高効率・高安定PL・EL発光の実現とフォトニック素子技術の開発ナノシリコンのアニールと表面終端の組み合わせによって、PLだけでなく、EL発光が高効率・高安定化することを明らかにした。また、光励起-緩和過程の解析により、バンドギャップが拡大したナノシリコンにおけるエネルギー伝達効果を実証した。さらに、高安定青色PL発光、光共振器、光導電、ナノ細線、3次元周期構造など、シリコンフォトニック素子に関する要素技術を開発した。2.弾道電子放出素子の応用範囲拡大ナノシリコン弾道電子エミッタの動作媒質を空気と純水に広げ、前者では負イオン生成、後者では水素発生源として機能することを見いだした。真空中での利用についても、並列一括露光用の面電子源、超高感度イメージセンサの信号読み出し用冷陰極へ応用可能であることを示した。3.超音波放出素子の動作特性向上と応用ナノシリコンからの熱誘起超音波放出の特質を解析し、高効率化、長期安定化を両立できる駆動法と素子構成に関する基本技術を確立した。また、広帯域超音波スピーカーとしての応用として、生物音響の研究分野に本素子を適用し、マウスの母子間超音波音声交信の解析手段に有効であることを確認した。4.機能集積技術の開発ナノシリコンで発現する上記の光・電子・音響機能をシリコン基板上に融合集積する素子の開発に向けて、プロセス技術の基礎検討を行い、素子の試作によって動作を実証した。具体例は、音と光の同時発生が可能な素子、弾道電子励起機能を内蔵した固体面発光素子である。
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