2015 Fiscal Year Annual Research Report
酸化亜鉛微小球ウィスパリングギャラリーモード紫外レーザーの作製と応用
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25286071
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
岡田 龍雄 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 教授 (90127994)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 大輔 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (40444864)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ZnO / 微小球 / ドーピング / マイクロキャビティ / ヘテロ接合 / WGM |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，直径が数マイクロメートル程度の酸化亜鉛 (ZnO)微小球の作製技術を確立し，紫外域においてウィスパーリングギャラリーモード (WGM) で動作する微小球ZnOレーザーを初めて実現し，さらにZnO微小球WGMレーザーを高感度センサーに応用するための基礎データを構築することである。本年度は，以下のような成果が得られた。
アクセプタとして働く燐 (P) をドープしたZnOターゲットを用いて、P-ドープZnO微小球を作製した。1～5 wt%のドープ量に対して良好な微小球を作製でき、Q-スイッチNd:YAGレーザーの第3高調波で励起したとき、いずれもWGMモードによるレーザー発振を確認できた。また、Alをドープしたn型ZnO薄膜とPドープZnO微小球を接触して電気特性を測定したところ、整流特性が得られ、P-ドープZnOがp型化していることが示唆された。
ZnO微小球のレーザー発振波長を制御するため、Mgドープしたターゲットを用いて微小球を作製し、レーザー発振特性を調べた。Mgを5 wt%とドープしたとき、WGM発振波長がノンドープ時の395 nmから370 nmまで、25 nm短波長化した。さらに、p型GaN薄膜とn型Mg-ドープZnO微小球でヘテロp-n接合を形成して整流特性を観測するとともに、紫外EL発光に成功した。
ZnO微小球のWGMモードを利用したセンサー構築を目的に、水-アルコール混合溶液を用いてZnO微小球周囲の屈折率を変化して、屈折率変化に対するWGMレーザー発振波長の変化を実験的に調べ、理論値と比較検討した。さらに、その結果をもとに、高感度化について検討し、微小球直径が小さいほど高感度であり、高屈折率溶媒中での計測に適することが分かった。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Remarks |
http://laserlab.ees.kyushu-u.ac.jp
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