| 研究課題/領域番号 |
24360140
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
上山 智 名城大学, 理工学部, 教授 (10340291)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 光変調器 / PLZT / ペロブスカイト / カー効果 / GaN / LED |
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| 研究概要 |
当該年度は、PLZT薄膜におけるカー効果を利用した光変調器の実証と、窒化物系青色LEDの高性能化に注力した。以下、研究項目ごとの研究概要をまとめる。
（１）PLZT薄膜形成の検討 昨年度までにNi薄膜上でペロブスカイト相PLZT薄膜形成手法の確立を行ったが、基板がc面サファイアに限定されており、導電性のSiなどの基板上ではペロブスカイト相が安定的に得られないことが課題となっていた。そこで触媒金属薄膜として、Ni以外のTi,Pt,Auなどの他材料の検討を行った。結果として、PLZTに最も格子定数の近いAuが触媒金属として適していることを見出した。導電性のあるGaNエピ基板やSi基板上にペロブスカイトPLZT薄膜を安定的に形成できるようになった。
（２）PLZT薄膜のカー効果検証 PLZT薄膜に電界を印可することで、屈折率が電界の２乗に比例して低下するカー効果の確認を試みた。導電性基板が使用可能となったので、PLZT薄膜上にITO透明電極を配置することにより光を透過させながら電界印可を検討した。現状、PLZT薄膜にピンホールが存在するためにリークが生じ、電界を印可することができないことがわかり、対策を実施している。
（３）青色LEDの高効率化 光変調の基となる発光を得るには、高効率の青色LEDが必要であるため、エピタキシャル成長の条件やデバイス構造、反射電極材料の検討による高性能化を行った。フリップチップ型の小型LED（発光面積で1e-1cm^2）において、外部量子効率：60%、内部量子効率：90%が得られた。これは一般的に入手可能の青色LEDを大きく凌ぐものである。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
PLZT光変調器に関しては、やや遅れているものの、昨年度に集中したフォトディテクタは完成の域に近く、また変調器と集積する予定の青色LEDについても同様であることから、研究全体としては順調と判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
PLZT光変調器の試作と動作確認を最優先として研究を進める。ピンホール対策として、厚膜化、絶縁物の導入などを検討する。さらに青色LEDへの光変調器の集積のためのプロセス確立を行い、高速光変調特性を実証する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
光変調器の実証が予定より遅れたため、昨年度購入を予定していたナノインプリントモールドの購入を延期したこと、またそれに伴う光変調素子の試作用消耗品費が不要となったため。
今年度になのインプリントモールドを購入し、それを用いた光変調器の実証を行う予定である。
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