イオン注入によるフォトニックガラスの創製

通过离子注入制造光子玻璃

基本信息

批准号：
04650699
负责人：
細野秀雄
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology (1993)Nagoya Institute of Technology (1992)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1992
资助国家：
日本
起止时间：
1992 至 1993
项目状态：
已结题

项目摘要

金属および半導体のナノメートルナイズのコロイド粒子のイオン注入によるガラス中への生成を検討して以下の成果を得た。1)リンを注入することにより3〜4nmの大きさのアモルファスリンコロイドが生成することができた。そして、熱処理により1〜2μmまでコロイドサイズを大きくしたサンプルとの比較により、約0.4eVのバンドギャップのブルーシフトが観測された。2)上記の試料について縮帯四波混合法(レーザーペルス巾20nsec)により3次の非線形光学感受率(χ^<(3)>)を測定し、χ^<(3)>の値として10^<-6>esuを得た。この値はCdSe微結晶分散ガラスに匹敵し、アモルファス半導体のナノサイズコロイドが結晶半導体コロイドと同様な大きいχ^<(3)>を示す場合があることを初めて見出したことになる。3)Agをシリカガラスとリン酸塩ガラスに注入し、コロイドの生成をラザフォード後方散乱(RBS)と透過型電子顕微鏡観察により検討した。シリカについてはAgコロイドのサイズとRBSの巾の関係を、リン酸ガラスについてはコロイドの生成域がイオンビームの径よりも大きいという新しい現象をそれぞれ見出した。4)シリカガラスへイオン注入を行った場合、どんなインプラントがコロイドを生成するか?ということを予想するためのクライテリオンを提案した。

通过检查通过离子植入的金属和半导体纳米胶体颗粒的形成获得以下结果。 1）注射磷允许形成大小为3-4 nm的无定形LIN胶体。与通过热处理相比，与胶体大小的样品相比，带有大约0.4 eV的蓝移间距增加到1至2μm。 2）通过还原带的四波混合方法（激光孔宽度20 nsec）测量上述样品的第三阶非线性光学灵敏度（χ^<（3）>），以获得10^<-6> ESU作为χ^<（3）>的值。该值可与CDSE微晶分散玻璃相媲美，并且首次首次使无定形半导体的纳米化胶体表现出大型χ^<（3）>类似于晶体半导体胶体。 3）将AG注入二氧化硅和磷酸盐玻璃，并通过卢瑟福反向散射（RB）和透射电子显微镜研究了胶体形成。我们发现了一种新现象，其中Ag胶体的大小和二氧化硅的RB宽度和磷酸盐玻璃的宽度大于离子束直径的胶体形成区域。 4）我们提出了一个标准，以预测当离子植入二氧化硅玻璃中时植入物会产生胶体。