量子ドットの集積による回折限界解像度フルカラー画像表示

本研究では,シリコン微細構造上に直径の異なる量子ドットを静電トラッピングによって集積し,各種波長の発光ダイオードを高密度で配置することを目的とする。集積した量子ドットの発光波長を計測すると,量子ドットの直径から計算される発光波長の成分も計測されたが,それよりも長波長側での発光も含まれることがわかった。このような波長での発光が計測される原因として,電流通電時に量子ドット周辺に生じる熱によって量子ドットの融解・融合が起こり,量子ドットの径が大きくなっている可能性が考えられる。凝集・発光後の量子ドットの性質を計測するため,405nmの紫外レーザを用いて凝集した量子ドットを励起した。その結果,蛍光は,凝集前の量子ドットから期待されるものと同一であった。この結果,量子ドットの発光時に計測される長波長成分は,ジュール熱による黒体輻射であると考えられる。AuやITOなど,仕事関数の異なる金属を電極に用いることによって,発光効率を高め,望ましい発光波長だけを得ることが出来るようになると考えられる。本研究で試作した発光デバイスの応用例として,シリコンからなるフォトニック結晶のなかに導入できる発光光源としての利用が考えられる。特に,量子ドット発光光源を光導波路の中に直接集積できる上,黒体輻射による成分をフィルタリングすることも技術的に容易であることから,近赤外領域での発光を行なう量子ドットを積したフォトニック結晶デバイスの実現が可能であるといえる。

本研究では,シリコン微細構造上に直径の異なる量子ドットを静電トラッピングによって集積し,各種波長の発光ダイオードを高密度で配置することを目的とする。集積した量子ドットの発光波長を計測すると,量子ドットの直径から計算される発光波長の成分も計測されたが,それよりも長波長側での発光も含まれることがわかった。このような波長での発光が計測される原因として,電流通電時に量子ドット周辺に生じる熱によって量子ドットの融解・融合が起こり,量子ドットの径が大きくなっている可能性が考えられる。凝集・発光後の量子ドットの性質を計測するため,405nmの紫外レーザを用いて凝集した量子ドットを励起した。その結果,蛍光は,凝集前の量子ドットから期待されるものと同一であった。この結果,量子ドットの発光時に計測される長波長成分は,ジュール熱による黒体輻射であると考えられる。AuやITOなど,仕事関数の異なる金属を電極に用いることによって,発光効率を高め,望ましい発光波長だけを得ることが出来るようになると考えられる。本研究で試作した発光デバイスの応用例として,シリコンからなるフォトニック結晶のなかに導入できる発光光源としての利用が考えられる。特に,量子ドット発光光源を光導波路の中に直接集積できる上,黒体輻射による成分をフィルタリングすることも技術的に容易であることから,近赤外領域での発光を行なう量子ドットを積したフォトニック結晶デバイスの実現が可能であるといえる。