3次元サブミクロン周期構造中へ活性材料を取り入れる技術と素子応用の研究

将活性材料融入三维亚微米周期结构的技术及器件应用研究

• 批准号: 12875057
• 负责人: 花泉 修
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Gunma University (2001)Tohoku University (2000)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12875057/
• 关键词: フォトニック結晶; フォトニックバンドギャップ; CdS; SiO_2; Si; TiO_2; TEA法; フォトルミネッセンス; InGaAs; InGaAlAs; MQW

活性材料により構成されたフォトニック結晶は遮断域のフォトニックバンドギャップによる零しきい値レーザの可能性があり,フォトニック結晶の提唱以来主要な応用デバイスとされている。透過域においてもフォトニック結晶は大きな異方性や高い分散性を持つため,例えば,特定の偏波のみを放射する発光素子への応用も可能である。我々は,偏波制御性や導波路との接続特性に優れたフォトニック結晶発光素子の実現を目指し,CdSを3次元サブミクロン周期構造中に取り入れるプロセスの検討を行い,これを実証した。また,取り入れられたCdSからの光励起による発光も確認した。さらに,TiO_2/air/CdS 2Dフォトニック結晶構造を形成し面垂直方向に大きな偏波依存性を確認した。初めに,自己クローニングによりSi/SiO_23次元フォトニック結晶を作製する。Siを一部除去し,その空隙にTEA法と呼ばれる溶液浸漬法によりCdSを形成し,CdS/SiO_23次元フォトニック結晶を作製した。TEA法のサイクルが1回及び2回の場合のCdSの充填率はそれぞれ65%,100%であった。サイクル数により充填率を調整できることが分かった。次に,発光の偏波依存性を観測するために,TiO_2/SiO_22次元フォトニック結晶においてSiO_2を一部除去し,TiO_2/air構造中にCdSを低充填率で取り入れるプロセスを開発した。面垂直方向のフォトルミネッセンススペクトルに大きな偏波依存性があることを初めて観測した。本技術を発展させることにより,偏波制御性や導波路との接続特性にも優れたフォトニック結晶発光素子への応用が可能である。

Active materials are mainly composed of crystalline materials, which are mainly used in the preparation of active materials. For example, the transmission domain of the light emitting element may be different from that of the crystal, such as large anisotropy and high dispersion. In this paper, we propose that the polarization control and waveguide interface characteristics are optimized for the realization of CdS crystal photon-emitting particles, which are verified in the study of CdS three-dimensional periodic structure. For example, if you enter the CdS field, you will not be able to identify the source of light. In addition, the dependence of TiO_2/air/CdS 2D crystal structure on polarization in vertical direction was confirmed. Si/SiO_23-D crystal structure is prepared by using Si/SiO_23-D crystal structure. Si is partially removed and CdS is formed by TEA method and solution impregnation method. CdS/SiO_2 is formed by cubic crystal method. The CdS filling rate in TEA method is 65% and 100% respectively. The filling rate is adjusted. Secondly, the dependence of polarization on light emission was measured. The TiO_2/SiO_2 2 2-D crystal structure was partially removed from SiO_2, and the CdS filling rate in TiO_2/air structure was low. The vertical direction of the plane is different from the vertical direction. The technology is developed in such a way that polarization control waveguide and interface characteristics can be optimized for the application of crystalline phosphors.

项目成果

花泉修: "フォトニック結晶と機能材料の複合技術"電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会講演論文集. 1. 182-183 (2000)

Osamu Hanaizumi：“光子晶体和功能材料的复合技术”IEICE 电子学会会议记录 1. 182-183 (2000)。

O.Hanaizumi: "Introducing CdS into two-and three-dimensional photonic crystals"Optical and Quantum Electronics. (in press).

O.Hanaizumi：“将 CdS 引入二维和三维光子晶体”光学和量子电子学。

O. Hanaizumi: "Introducing CdS into two- and three-dimensional photonic crystals"Optical and Quantum Electronics. Vol.34, No.1/3. 71-77 (2002)

O. Hanaizumi：“将 CdS 引入二维和三维光子晶体”光学和量子电子学。

O.Hanaizumi: "Frontiers related with automatic shaping of photonic crystals"IEICE Trans.Electronics. vol.E83-C no.6. 912-919 (2000)

O.Hanaizumi：“与光子晶体自动成形相关的前沿”IEICE Trans.Electronics。