2003 Fiscal Year Annual Research Report
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03J04417
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
冨士田 誠之 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)
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| Keywords | フォトニック結晶 / フォトニックバンド / レーザ / 発光素子 / 光共振器 / モード制御 / GaInAsP / 有機材料 |
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| Research Abstract |
従来にはない光の制御を可能にするナノ構造光機能材料として,フォトニック結晶は近年大きな注目を集めている.固体結晶において原子核の周期ポテンシャルにより電子に対するエネルギーバンド構造が形成されるのと同様に,フォトニック結晶においては光の波長オーダサイズの屈折率の周期構造によりフォトンのエネルギーに対するフォトニックバンド構造が形成される.すなわち光の固有モードの波数と周波数の分散関係に対して均一媒質とは異なる特異な振る舞いが示される.本研究ではこのフォトニック結晶を用いたレーザの高性能化とこれまでにない新機能の探求を目的としている.本年度はまず,光の閉じこめが強く,フォトニック結晶の効果が大きいと予想される半導体薄膜スラブ構造を用いてフォトニック結晶レーザを作製した.精度の高い電子線露光法と誘導結合型プラズマエッチングを用いて発光層を含むGaInAsP半導体を周期420nmの円孔三角格子フォトニック結晶に加工した.フォトニック結晶中には3個直線上に円孔を埋めた欠陥を導入した.室温光励起特性から,欠陥に最外接する格子点をシフトさせて作製した素子の効率は有限時間差分電磁界解析で予想されたQ値の向上に対応して,格子点をシフトさせない素子を上回った.一方で新機能の探求の第一歩として,フレキシブルな材料への展開に向けて面発光型フォトニック結晶レーザと同様の原理を組み込んだ有機発光素子を作製した.屈折率が高い透明電極・有機層からの光が取り出される効果によってフォトニック結晶のない有機発光素子より高い効率を得ることに成功した.
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[Publications] M.Fujita, Y.Akahane, A.Sugitatsu, T.Asano, S.Noda: "Lasing Characteristics of two-dimensional photonic crystal slab lasers with a modified linear shaped defect"Technical Digest of Conference Laser and Electro-Optics Pacific Rim. 5・1. 167 (2003)
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[Publications] M.Fujita, T.Ueno, T.Asano, S.Noda, H.Ohata, T.Tsuji, H.Nakada, N.Shimoji: "Organic light-emitting diode with ITO/organic photonic crystal"Electronics Letters. 39・24. 1750-1752 (2003)
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[Publications] M.Fujita, T.Ueno, H.Uemura, T.Asano, S.Noda, H.Ohata, T.Tsuji, H.Nakada, N.Shimoji: "Organic light-emitting diode with ITO-patterned 2D photonic crystal"Technical Digest of International Symposium on Photonic and Electromagnetic Crystal Structures. 5. 20 (2004)
