酸化物ガラスにおける半導体ナノ粒子の空間選択的析出

氧化物玻璃中半导体纳米粒子的空间选择性沉淀

• 批准号: 18860049
• 负责人: 西山 宏昭
• 金额: $ 0.87万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18860049/
• 关键词: 光学材料; レーザプロセス; ナノ粒子; 微細加工

前年度までに提案した,紫外レーザ誘起構造変化と熱誘起相変化を組み合わせたガラスの新たな構造制御手法について,その制御機構の検討を行うとともに,この手法を用いてガラス製チャネル導波路型バンドパスフィルターへの応用を行った.本研究を通して得られた知見を以下に示す.1.Geナノ粒子からなる周期構造を2種類のチャネル導波路構造中に形成した.また,この周期構造は,通信波長帯において高い回折効率と熱的安定性を備えたブラッグ・グレーティングとして機能した.2.チャネル導波路中に周期構造が形成されたことをHF溶液でエッチングによって確認した.周期構造では,組成の違いに起因していると思われるエッチングレートの違いがあり,チャネル構造においては薄膜表面部だけでなく,側壁部でも周期的な凹凸が観察された.3.Geナノ粒子は,ガラス薄膜の表面近傍だけではなく,表面から数ミクロンにわたって析出していた.Geナノ粒子からなる周期構造を内装した導波路の透過スペクトルを測定したところ,TE-,TM-like両偏波モードについて同程度の回折効率が得られた.このことは,周期構造が導波路断面方向にほぼ均一に析出していたことを意味している.また,この結果は,上記のHFエッチングによる実験結果ともよく整合した.4.レーザ誘起構造変化と密接な関連がある,Ge関連の酸素不足型構造欠陥に由来した蛍光スペクトルを測定したところ,Geナノ粒子が析出する際には,その蛍光強度は,特異的かつ顕著に減衰した.このことは,これら構造欠陥の還元によってGeナノ粒子が形成されたことを強く示唆していた.これらの知見を,学術論文や国内外の学会において発表した.

In the past year, the UV induced structural transformation and thermal induced phase transformation were proposed to be combined with new structural control methods, and the control mechanism was discussed. In this study, the following conclusions are obtained: 1. Ge particles are formed in two kinds of periodic structures and waveguide structures. 2. Periodic structure in HF solution is formed and confirmed in communication wavelength band, high reflection efficiency and thermal stability. Periodic structure, composition and cause of violation, periodic structure, surface of thin film, sidewall periodic irregularities. 3. Ge particles, surface of thin film. The transmission characteristics of built-in waveguides were measured by using the periodic structure of Ge particles on the surface,TE-,TM-like polarization wave, and the reflection efficiency of Ge particles was obtained. The periodic structure is characterized by uniform precipitation along the waveguide cross-section. The results of this study are as follows: (1) The HF induced structural transformation and close connection are related to the Ge related acid-deficient structural defects, and (2) The Ge particles are precipitated, and (3) The intensity of the Ge particles is different from that of the HF induced structural transformation. The structure of the particles is not stable, and the particles are not stable. The academic papers and the academic societies at home and abroad are published in the paper.

项目成果

Formation of periodic structures by the space-selective precipitation of Ge nanoparticles in channel waveguides

通过通道波导中Ge纳米粒子的空间选择性沉淀形成周期性结构

• 期刊: Applied Surface Science (in press)
• 作者: H.Nishiyama;Y.Hirata;I.Miyamoto;J.Nishii
• 通讯作者: J.Nishii

Site-selective precipitation of Ge nanoparticles by irradiation with excimer laser

准分子激光照射Ge纳米粒子的位点选择性沉淀

• 发表时间: 2006
• 期刊: Technical digest of 11^h International Conference on Physics of Non-crystalline Solids
• 作者: H.Nishiyama;Y.Hirata;I.Miyamoto;J.Nishii
• 通讯作者: J.Nishii

Periodic structures consisting of germanium nanoparticles in buried channel waveguides

埋入通道波导中由锗纳米粒子组成的周期性结构

• 发表时间: 2007
• 期刊: Optics Express 15
• 作者: H.Nishiyama;I.Miyamoto;Y.Hirata;J.Nishii
• 通讯作者: J.Nishii

フエムト秒レーザリソグラフィによるシリカガラス製非平面構造の作製

飞秒激光光刻法制备石英玻璃非平面结构

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of 13^<th> symposium on Micro-joining and Assembly Technology in Electronics Vol.13
• 作者: 溝尻瑞枝;西山宏昭;西井準治;河原敏男;川合知二;平田好則
• 通讯作者: 平田好則