1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10355015
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture & Technology |
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Principal Investigator |
越田 信義 東京農工大学, 工学部, 教授 (50143631)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小山 英樹 東京農工大学, 工学部, 助手 (40234918)
菰田 卓哉 松下電工株式会社, 中央研究所, 主査技師
須田 良幸 東京農工大学, 工学部, 助教授 (10226582)
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| Keywords | ポーラスシリコン / シリコンナノクリスタル / 量子閉じ込め効果 / 可視発光 / シリコン発光ダイオード / 量子効率 / 光導波路 / シリコン光集積 |
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| Research Abstract |
シリコン発光ダイオードの高効率化・安定化を実現し、モノリシック光集積化の基盤を固めることをめざして研究を行なった。今年度において得られた主な成果を以下にまとめる。
(1)シリコンLEDの高効率化と安定化
昨年度に開発した高効率化の方法を発展させ、赤色帯エレクトロルミネセンスの外部電力効率0.4%を達成した。これにより、実用的な効率の発光素子実現の見通しが得られた。
(2)酸化処理なしの発光波長制御
表面酸化処理をせずに,陽極酸化条件の変化の変化のみによって発光帯を緑・青色領域まで制御でき、表面終端によってそれらの発光を増大かつ安定化できることがわかった。
(3)ナノクリスタルの新規機能の発見
発光に関連して見いだした、双安定不揮発メモリ、弾道電子放出、超音波発生など、量子サイズ系に特有と思われる機能をについてさらにくわしい解析を行った。
(4)光集積の要素技術
3次元埋め込み形PS光導波路を設計し、通常では困難な曲がり導波路をモノリシックプロセスによって作製し、特性を評価した。また強励起により、屈折率変化に基づく新しい非線形光学効果が生じることを確認した。
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[Publications] H.Shinoda,T.Nakajima,K.Ueno,and N.Koshida: "Thermally induced ultrasonic emission from porous silicon"Nature. 400. 853-855 (1999)
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[Publications] N.Koshida,X.Sheng,and T.Komoda:.: "Quasiballistic electron emission from porous silicon diodes"Appl.Surf.Sci.. 146. 371-376 (1999)
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[Publications] N.Koshida,K.Ueno,and X.Sheng:.: "Field-induced functions of porous Si as a confined system"J.Luminescence. 80. 37-42 (1999)
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[Publications] M.Takahashi and N.Koshida,: "Fabrication and characteristics of three-dimensionally buried porous silicon optical waveguides"J.Appl.Phys.. 86. 5274-5278 (1999)
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[Publications] T.Komoda,X.Sheng,and N.Koshida: "Mechanism of efficient and stable surface-emitting cold cathode based on porous poly-crystalline silicon films"J.Vac.Sci.Technol.B. 17. 1076-1079 (1999)
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[Publications] X.Sheng,A.Kojima,T.Komoda,and N.Koshida,: "Efficient and ballistic cold electron emission from porous poly-crystalline silicon diodes with a porosity multilayer structure"J.Vac.Sci.Technol.B. 18(in press). (2000)
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[Publications] N.Takahashi,Y.Toriumi,T.Matsumoto,Y.Masumoto,and N.Koshida: "Significant photoinduced refractive index change observed in porous silicon Fabry-Perot resonators"Appl.Phys.Lett.. 76(in press). (2000)
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[Publications] B.Gelloz and N.Koshida,,: "Electroluminescence with high and stable quantum efficiency and low threshold voltage from anodically oxidized thin porous silicon diodes"J.Appl.Phys.. 87(in press). (2000)
