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2010 年度 実績報告書

室温動作ポラリトンレーザ構造のヘリコン波励起プラズマスパッタエピタキシャル形成

研究課題

研究課題/領域番号 22246037
研究機関東北大学

研究代表者

秩父 重英  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (80266907)

研究分担者 宗田 孝之  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90171371)
上殿 明良  筑波大学, 数理物質科学研究科, 教授 (20213374)
羽豆 耕治  東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (30367057)
キーワード電子・電気材料 / ヘリコン波励起プラズマスパッタ / 酸化亜鉛 / 微小共振器 / ポラリトンレーザー / 励起子
研究概要

半導体中の励起子と微小共振器の光モードの強結合によりコヒーレント光を得る「微小共振器結合励起子ポラリトンレーザ」実現のため、H22年度は下記のようにMgZnO系分布ブラッグ反射鏡(DBR)形成準備を行った。
ヘリコン波励起プラズマススパッタエピタキシー(HWPSE)法を用い,水熱合成Zn極性ZnO基板上に,ZnOホモエピタキシャル層、引き続いて約300~700nm厚のMg_xZn_<1-x>O薄膜(x=0.08,0.19)を成長した。Mg_xZn_<1-x>Oは少なくとも膜厚700nmまではZnO下層にコヒーレント成長した。それらの薄膜の室温におけるフォトルミネッセンスおよび陰極線ルミネッセンススペクトルはバンド端(NBE)発光が支配的であり、深い準位に起因する発光帯強度は極めて微弱であった。NBE発光ピークの半値全幅(FWHM)はMg_<0.08>Zn_<0.92>O、Mg_<0.19>Zn_<0.81>Oそれぞれ93meV、118meVと、a面Al_2O_3基板上に成長したMg_xZn_<1-x>O薄膜(x=0.05、0.06)の値(190~330meV)に比べて大幅に減少しており、組成不均一性の少ないMg_xZn_<1-x>O/ZnOヘテロ構造がHWPSE法により形成可能であることを示した。
これらのHWPSE成長ZnO、MgZnO薄膜の屈折率および消衰係数の波長分散を測定し、微小共振器結合励起子ポラリトンの分散曲線を算出した。さらに、MgZnO/MgZnOのλ/4n厚積層構造の計算を行い、MgZnO系DBR形成への指針を構築した。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Helicon-wave-excited- plasma sputtering epitaxy of Nb-doped Ti0-2 films on GaN2011

    • 著者名/発表者名
      A.N.Fouda, K.Hazu, T.Nakayama, A.Tanaka, S.F.Chichibu
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (c)

      巻: 8 ページ: 534-536

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface stoichiometry and activity control for atomically smooth low dislocation density ZnO and pseudomorphic MgZnO epitaxy on a Zn-polar ZnO substrate by the helicon-wave-excited-plasma sputtering epitaxv method2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Sawai, H.Hazu, S.F.C hichibu
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 108 ページ: 0635411-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal Phase-Selective Epitaxy of Rutile and Anatase Nb-doped Ti0_2 Films on a GaN Template by the Helicon-Wave-Excited- Plasma Sputtering Epitaxy Method2010

    • 著者名/発表者名
      K.Hazu, A.Fouda, T.Nakayama, A.Tanaka, S.F.Chichibu
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 3 ページ: 0911021-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transparent semi-conducting Nb-doped anatase Ti0_2 films deposited by helicon-wave-excited-plasma sputtering2010

    • 著者名/発表者名
      A.Fouda, K.Hazu, M.Haemori, T.Nakayama, A.Tanaka, S.F.Chichibu
    • 雑誌名

      Journal of Vacuum Science and Technology B

      巻: 29 ページ: 0110171-6

    • 査読あり
  • [学会発表] ヘリコン波励起プラズマスパッタ法によるNb添加TiO_2薄膜の堆積(3)2011

    • 著者名/発表者名
      羽豆耕治, フォウダアリィ, 南風盛将光, 中山徳行, 田中明和, 秩父重英
    • 学会等名
      2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川県厚木市
    • 年月日
      2011-03-27
  • [学会発表] ヘリコン波励起プラズマスパッタエピタキシーによるC面GaN上へのルチル/アナターゼTio_2:Nb薄膜の結晶相選択成長2011

    • 著者名/発表者名
      羽豆耕治, フォウダアリィ, 中山徳行, 田中明和, 秩父重英
    • 学会等名
      2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川県厚柿
    • 年月日
      2011-03-27
  • [学会発表] ウルツ鉱型Mg_xZnl-_x0混晶の弾性テンソル要素に関する考察2011

    • 著者名/発表者名
      張成燻, 羽豆耕治, 秩父重英
    • 学会等名
      2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川県厚木市
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] m面ZnO基板の偏光反射スペクトルの解析2011

    • 著者名/発表者名
      羽豆耕治, 吉海江憲, 吉岡宗一郎, 高木絢子, 鳥井康介, 宗田孝之秩父重英
    • 学会等名
      2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川県厚木市
    • 年月日
      2011-03-26
  • [学会発表] Helicon-Wave-Excited-Plasma Sputtering Epitaxy of Nb-doped TiO_2 films on GaN2010

    • 著者名/発表者名
      S.F.Chichibu, A.N.Fouda T.Nakayama, A.Tanaka, K.Hazu
    • 学会等名
      The 37th International Symposium on Compound Semiconductors
    • 発表場所
      Kagawa,Japan
    • 年月日
      2010-06-02
  • [学会発表] Deposition of Anatase Nb-doped Ti0_2 Thin Films on Glass Substrates by Helicon-Wave-Excited-Plasma Sputtering method2010

    • 著者名/発表者名
      A.N.Fouda, K.Hazu, T.Nakayama, A.Tanaka, S.F.Chichibu
    • 学会等名
      The 37th International Symposium on Compound Semiconductors
    • 発表場所
      Kagawa,Japan
    • 年月日
      2010-05-31
  • [備考]

    • URL

      http://www.tagen.tohoku.ac.jp/labo/chichibu/index-j.html

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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