層状半導体の微小共振器構造の作成とその光学非線形性

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1.層状半導体の薄膜成長条件の探索本補助金で購入したターボ・パック(ターボ・モレキュラ・ポンプ)を用いて、高真空・空間を作り、層状半導体BiI_3, CdI_2の薄膜成長条件を探索した。これらの物質は、0.1nm/sec程度の成長速度下でエピタキシャル成長し、直接励起子遷移が明確に観測できた。この条件下で、BiI_3/CdI_2の多層ヘテロ構造や、BiI_3/Cryoliteの多層ヘテロ構造を作成した。2.試料評価作成試料の評価は、Raman分光で行った。単結晶と比較して、Raman線の違いから、薄膜では基板及びへテロ構造のため、格子間隔の違いによって、格子が変形を受けていることが理解できた。3.超薄膜の励起子遷移CdI_2及びCryoliteで挟んだBiI_3超薄膜では、厚さに応じて励起子の遷移エネルギーが高エネルギー側に移動した。この効果は、励起子の量子閉じ込め効果として考えられると共に、励起子の誘電率閉じ込め効果の影響も受けていると結論できた。4.超薄膜の分子遷移同様の試料では、励起子遷移と共存して分子遷移が観測できた。5.光学遷移の非線形性超薄膜の励起子遷移や分子遷移は大きな光学遷移確率をもち、光学非線形性も大きいことが期待される。この性質を利用するために、この超薄膜を利用した光共振器構造を作成した。