| 研究課題/領域番号 |
21560047
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
大谷 直毅 同志社大学, 理工学部, 准教授 (80359067)
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| 研究分担者 |
細田 誠 大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80326248)
赤羽 浩一 独立行政法人情報通信研究機構, 第一研究部門, 主任研究員 (50359072)
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| キーワード | マイクロチューブ / 量子井戸 / 量子ドット / ウエットエッチング / ホトルミネッセンス / 第一原理計算 / ナノチューブ |
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| 研究概要 |
本年度は、ウエットエッチングによるマイクロチューブ製造の条件だし、および蛍光スペクトルの測定による発光特性とマイクロチューブ形状の関係を検討した。またチューブ壁に活性層として量子ドットを含むマイクロチューブの作製および直径が1ミクロンを下回るナノチューブの作製を試みた。
その結果、エッチャントとして純水とフッ酸の混合比の最適条件を得ることに成功した。また混合比の最適値は量子井戸あるいは量子ドットを含むサンプルでは大きく異なることが分かった。とくに量子ドットの場合、サンプル表面に生じている欠陥からエッチャントが侵入するために、サンプル側面からではなく表面からエッチングが進む。従って、量子ドットを含むサンプルの場合、犠牲層およびエッチャント成分の最適化を別途行う必要があることが分かった。
ナノチューブの作製の場合、チューブ壁が極端に薄いため、マイクロチューブと同じエッチャントではチューブ作製が困難であり、そのため、フッ酸濃度を極度に薄くしたエッチャントにより直径1OOナノ程度のチューブが作製できることを確かめた。
チューブの発光特性について、発光強度はチューブの巻き数にほぼ比例することが分かった。これは量子井戸の重なりと考えられる。また、チューブの断面が真円ではなく歪んだ形状となった場合、発光波長が大きく変化することが分かった。これは活性層に加わる歪み効果が変化するため、半導体のバンド構造の変調もチューブ形状により異なるためと考えられる。発光波長と歪みの関係は第一原理計算により検証を行った。
マイクロチューブを基板の任意の位置に形成するためのフォトマスクを設計した。任意の位置に溝を形成し、そこから選択エッチングによりマイクロチューブが溝の両側に形成されることを確認した。
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