フォトニック格子をもつ金属表面の赤外線放出特性の温度制御への応用

点击翻译按钮获取中文摘要

本年度は、昨年度までに開発してきたMEMS加工技術技術やコロイド結晶作成技術を用いてフォトニック格子を作成した。またさらに赤外線放出特性評価装置を作成し、赤外線特性の評価を行った.MEMS加工技術によるSi表面のフォトニック格子の作成では、900℃、1時間程度の酸化処理において、ダイヤモンドペンによる酸化膜の除去が適切におこなうことができ、その後のエッチング処理により、20μmの幅と深さを持つストライプ状の格子を作成することができた一方、それ以上に酸化膜が厚くなると、加工線が太くなったり、乱れたりするなど,格子をうまく作ることが出来なかった.加工されたSiフォトニック格子に金を蒸着させた後、試料からの赤外線を測定したところ,20μmとその9μm付近で、赤外線強度の増加が見られ、特定波長の赤外線を放出する機能を確認した.一方,引き上げ法によるコロイド結晶の作成では,酸化処理したSiウェハー表面をダイヤモンドペンで加工後、エッチングすることにより,引き上げ方向と45度の角度を持つ溝を0.5m間隔で作成したところ,この溝に沿って12μmのコロイド粒子が整列し,周期的なコロイド結晶を10mm幅で広く作成することができた.またサブミクロンのアルミナ微細粒を使って、コロイド結晶をインプリンティングしたところ、12μm周期のセラミックフォトニック格子を作成することができた.金属を蒸着させずに赤外線を測定したところ,2μm付近で赤外線の非放出領域が観測された.一方,購入した自動回転ステージと赤外線用回折格子、Ge赤外線窓を用いて赤外線放出特性評価装置を作成したところ、レーザーにより背面を加熱させた試料表面からの赤外線を検出することに成功した.しかし赤外線強度が十分ではないために、角度による依存性や波長による赤外線強度分布を評価するには至らなかったため、赤外線の発散防ぐよう放物面鏡による光路の改良を検討している。