Nonlinear Optical Characterization of highly luminous h-BN – 2D atomic layer meterial

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2022年度においては、従来の気相成長システムにおいて最適化された結晶成長条件によりホモエピタキシャル成長した六方晶窒化ホウ素薄膜試料の結晶性を光電子分光法（XPS）や発光分光法などを用い検証し、炭素および酸素不純物の取り込みが著しいことを見出した。これらの不純物の混入経路は成長中の雰囲気に由来することが成長槽雰囲気中のガス分析から予想され、高純度気相成長技術の改良への指針を得ている。さらに、この指針を基に清浄な成長雰囲気環境を実現するための従来の気相成長システムへの改良を実施している。これら炭素原子や酸素原子は六方晶窒化ホウ素の構成元素である窒素およびホウ素と周期律表の同じ周期に属し、気相成長法や高温高圧下における温度差法などの成長方法にかかわらず、単結晶成長において非常に取り込まれやすい不純物元素であることが知られているが、一方において六方晶窒化ホウ素における高効率な発光中心を形成することでも知られており、将来の量子オプトエレクトロニクス応用の基盤材料として非常に注目を受け期待されている。特に炭素不純物を含む六方晶窒化ホウ素（ｈーＢＮ：Ｃ）原子層薄膜は、光通信に用いられる近赤外領域近傍の単一光子光源デバイスへの応用の期待から近年多くの論文が報告されはじめているところである。このような光量子応用に際しては、発光中心の高速応答性および発光の高効率化が求められることに鑑み、炭素不純物による発光中心の高効率化のためのプラズモン共鳴発光増強および高速応答化を検討した。