干渉パターニング光アシスト成膜法による2次元磁性フォトニック結晶の作製

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本研究では,干渉による光パターニングを利用したフォトニック結晶の作製のために,光アシスト法による酸化亜鉛薄膜の作製およびフォトニック結晶の作製について研究を行った.以前の研究結果から,硝酸亜鉛とジメチルアミンボラン(DMAB)の出発溶液では反応が活発であるため基板上には粒子状に酸化亜鉛が生成され,溶液中にも粒子が生成して沈殿が生じた.そこで硝酸亜鉛とDMABの水溶液に硝酸を添加し溶液のpHを低下させ,中間生成物の反応を抑えて成膜を行った.溶液pHを低下させることで酸化亜鉛は平板粒子状に生成されることが分かった.また,この粒子の直径と単位面積あたりの粒子数および酸化亜鉛粒子の面占有率は,溶液組成およびpHにより変化した.ここで,粒子の面占有率は,単位面積あたりの粒子数と粒径の積で求めた値である.硝酸亜鉛あるいはDMAB濃度を低下させた場合,粒径および粒子数は減少しそれに伴い粒子の面占有率も減少した.硝酸無添加のpHである4.9から硝酸を添加してpHを低下させると,粒径は増加し,粒子数は減少する傾向がみられた.また酸化亜鉛粒子の面占有率はpH4.6でピークとなるような変化を示した.本研究の作製条件の下では粒子状に酸化亜鉛が生成した.沈降などの方法により粒子から3次元フォトニック結晶を構成する方法も知られているが,本研究で得られた粒子は平板状の粒子であり形状が均一でないためこの粒子を用いた3次元フォトニック結晶の作製は困難であると考えられる.また,紫外光が基板全体に照射されているにもかかわらず粒子状にまばらに酸化亜鉛が生成する原因については知見が得られていない.