| 研究課題/領域番号 |
18K04980
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
角屋 豊 広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (90263730)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 低温成長GaAs / 非線形吸収 / テラヘルツアンテナ / プラズモニクス / 近接場 |
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| 研究実績の概要 |
[1] LTG-GaAsにおける線形・非線形吸収の成膜条件依存性： LTG-GaAs試料では試料内の位置に吸収が依存することが分かったため，線形吸収については，面内分布を踏まえた平均値を算出し，成膜条件依存性を調べた．成長温度が高くなると過剰As量が少なく，線形，非線形吸収ともに減少すること，一方アニール温度依存性は弱いが，概ねアニール温度が高い方ほど吸収が強くなることなどが明らかになった．論文化にむけて，測定を追加する．[2] LTG-GaAsにおける非線形吸収のダイナミクス：ポンプ・プローブ測定において，LTG-GaAsにおける非線形吸収においては，２段階励起の影響は殆ど無く，コヒーレントな２光子吸収が支配的であることを示す結果を得た．この結果は，[1]の結果，特にアニール温度依存性とは整合性があるが，一般の理解とは異なるため，追加測定が必要である．[3] 非線形光吸収増強のための金属ナノパターン最適化と実証：グレーティング型の電極パターンを作製するための，集束イオンビーム法によるパターン作製条件は明らかになったが，使用した装置の場合，削り残しが出ること，および周期にばらつきがあることが分かった．電極部で使用する上では大きな問題ではないと思われるが，光伝導スイッチ部での使用は困難と考えられる．学外組織の協力を得て，この問題が改善できるかを調べるとともに，小判型パターンも至急検討する必要がある．[4] LTG-GaAsと電極金属間の電気的接触向上：光伝導アンテナにおけるノイズの定量評価を行った．この結果，定量的なノイズ測定が電気的接触の評価方法として有用であることが明らかになった． また，抵抗値，およびノイズの光励起依存性から，電極材料によって接触抵抗が大きく異なることが明らかになった．これらの結果は国内の学会で発表した．論文化の作業を開始した．
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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
前記のように，非線形吸収増強のための集束イオンビーム加工において，グレーティングパターンに削り残しが出ること，および周期がばらつくという問題が発覚した．使用した装置（学内）の固有の問題であるかどうかを調べるとともに，小判型パターン，特に電子ビーム露光を用いた加工条件を至急検討する必要がある．この点において，当初計画よりもやや遅れている．この点以外は全く計画通りである．
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| 今後の研究の推進方策 |
[1]および [2]については，追加測定を行った後，両者の結果を合わせて，論文投稿を行う．[3]ついては，前記のように集束イオンビーム加工の問題点解決を試みると同時に，小判型パターン形成のための電子ビーム露光の条件を急ぐ．今年度前期中に条件を確定する．合わせて FDTDシミュレーションにより，加工の実際に合わせて，設計を最適化する．また，小判型金属パターンを有する基板表面上に絶縁膜および反射制御膜を形成することで，ファブリペロー構造を実現し，増強度を高める可能性を理論的に検討する．その際，小判型金属パターンを有する基板表面をメタ表面の概念で理解することで，FDTD法に頼らない設計法も検討する．[4]に関しては，集束イオンビーム加工による金属グレーティングの問題点はほぼ影響しないので，実際のLT-GaAsにグレーティング電極を形成し，電気的接触向上の可否を明らかにする．また，結晶成長による方法も検討する．これらの評価には直流抵抗だけでなく，ノイズ特性も重視する．さらに，THz波検出信号強度と電極特性の関係を実験的に明らかにし，[5]のデバイスモデル構築への道筋をつける．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
３月の学会発表旅費が予定よりも低額で済んだこと等により，残額が生じた．大きな額ではなく，次年度に消耗品等で使用する．
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