ポーラスアルミナを鋳型とする2次元フォトニック結晶の作製と励起分子の輻射制御

以多孔氧化铝为模板的二维光子晶体的制备及激发分子的辐射控制

• 批准号: 14050082
• 负责人: 益田 秀樹
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14050082/
• 关键词: フォトニック結晶; TiO_2; 鋳型プロセス; フォトニックバンドギャップ; 輻射制御

屈折率が光の波長オーダーで周期的に変化する媒質中では,電磁波の存在できない波長域,フォトニックバンドギャッブが生じる.フォトニックバンドギャツブ特性を用いることで,光の伝播制御や,分子の励起状態の制御等の実現が期待されており,高精度なフォトニック結晶の実現が重要な課題とされている.様々なタイプのフォトニック結晶の中で2次元方向に屈折率が変化する構造は2次元フォトニック結晶と呼ばれ,媒質中にエアホールが規則配列した構造に代表される.2次元フォトニック結晶では,高屈折率媒質中に高アスペクト比エアホールが規則配列することが要求されるが,従来のリソグラフィー技術でこれを満足することは難しい.本研究では高アスペクト比ホールアレー構造を容易に形成可能な陽極酸化ポーラスアルミナを鋳型とし,典型的な高屈折率媒質であるTiO_2により構造を置き換えることで,可視光域で高い光閉じ込め効果を有する2次元フォトニック結晶の実現をはかることを目的に検討を加えた.ポーラスアルミナを鋳型とするTiO_2ホールアレー構造の作製は,合金AIをもとに作製されたポーラスアルミナの特異的なエッチング特性と,TiO_2の電析充填の組み合わせによった。得られた試料の電顕観察結果からは,規則的なボールアレー構造が形成されていることが確認された.形成されたTiO_2ホールアレー構造は,加熱処理による結晶化後も保持可能であり,分光特性の評価を行った結果,可視光域においてストップバンドが形成されているのが確認された.更に,高屈折率媒質であるTiO_2により構造を置き換えることで水溶液中においてもストップバンドが形成されることが観察された.

The refractive index varies from wavelength to period of light in the medium, and electromagnetic waves exist in the wavelength range. In this paper, the optical propagation control, molecular excitation state control and other aspects of the realization of high precision crystallization are expected to be important issues. The structure of the crystal in the middle of the two-dimensional direction changes the refractive index. The structure of the crystal in the medium changes the refractive index. The structure of the crystal In this study, the structure of TiO_2 with high refractive index is easy to be formed, and the structure of TiO_2 with high refractive index is easy to be formed. TiO_2 alloy structure is fabricated from TiO_2 alloy and TiO_2 alloy. The results of the electrical inspection of the samples were confirmed by the formation of regular structures. The formation of TiO_2 crystal structure is possible after heat treatment, and the evaluation of spectral characteristics is carried out. As a result, the formation of TiO_2 crystal structure in visible light domain is confirmed. Moreover, the structure of TiO_2 in high refractive index medium is changed.

项目成果

Kazuyuki Nishio, Masashi Nakao, Atsushi Yokoo, Hideki Masuda: "Ideally Ordered Metal Hole Array with High Aspect Ratios Prepared from Anodic Porous Alumina"Japanese Journal of Applied Physics. 42. L83 (2003)

Kazuyuki Nishio、Masashi Nakao、Atsushi Yokoo、Hideki Masuda：“由阳极多孔氧化铝制备的具有高深宽比的理想有序金属孔阵列”日本应用物理学杂志。

H.Masuda, A.Abe, M.Nakao, A Yokoo, T.Tamamura, K.Nishio: "Ordered Mosaic Nanocomposites in Anodic Porous Alumina"Adv. Mater.. 15. 161 (2003)

H.Masuda、A.Abe、M.Nakao、A Yokoo、T.Tamamura、K.Nishio：“阳极多孔氧化铝中的有序马赛克纳米复合材料”Adv。

Hideki Masuda, Kenji Kanezawa, kazuyuki Nishio: "Ordered Arrays of Nanopillars Formed by Photoelectrochemical Etching on Directly Imprinted TiO_2 Single Crystals"Adv. Mater.. 15. 159 (2003)

Hideki Masuda、Kenji Kanezawa、kazuyuki Nishio：“通过光电化学蚀刻直接压印 TiO_2 单晶形成有序纳米柱阵列”Adv.

A.Yokoo, M.Nohtomi, H.Suzuki, M.Nakao, T.Tamamura, H.Masuda: "Emission from Functional-Polymer-Infected Point Defects in Two-Dimensional Photonic Crystals"IEEE J. Quantum Electronics. 38. 938 (2002)

A.Yokoo、M.Nohtomi、H.Suzuki、M.Nakao、T.Tamamura、H.Masuda：“二维光子晶体中功能聚合物感染点缺陷的发射”IEEE J. Quantum Electronics。