ナノワイヤ付ZnOナノロッド結晶の創製と紫外ナノオプティックス素子への応用

用纳米线制备 ZnO 纳米棒晶体及其在紫外纳米光学器件中的应用

• 批准号: 06F06130
• 负责人: 岡照 龍雄 (2008)
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06130/
• 关键词: ナノワイヤ; ZnO; レーザーアブレーション; ナノレーザー; LED; 水平成長; ナノシート

本研究の目的は,受け入れ研究者らが見出した「ナノ微粒子支援堆積法」(NPADまたはNAPLD)を,ナノ構造ZnOナノワイヤ結晶の合成に適用してナノワイヤピグテイル付ZnOナノ結晶の創製技術を確立し,その構造的および光学的特性を明らかにして,紫外ナノオプティックス素子開発の基礎を確立することである.具体的には,NPADの最適化によりZnOナノ結晶作製技術を確立し,作製したZnOナノ結晶の光励起によるレーザー発振特性を明らかにして,ZnOナノ結晶を利用した光電子素子への応用の基礎を確立する.平成19年度までに,NPAD法を用いて,触媒を用いることなく基板に垂直にZnOナノワイヤを成長させることに成功するとともに,作製条件を制御して単位面積当たりのZnOナノワイヤの密度を制御する手法を確立した.さらに,このZnOナノワイヤをビィルディングブロックとして,p型GaNおよびn型ZnOを組み合わせてヘテロpn接合を作製し,ヘテロpn接合から電気励起による紫外発光に成功している.これらの結果から,垂直に成長したZnOナノワイヤを超音波リンスにより基板から取り出し,n型ZnO薄膜とp型GaN薄膜の間にナノワイヤが平行になるように配置する構造では,単一ナノワイヤでの電気励起によるレーザー発振の可能性を指摘した.そこで,平成20年度は,ZnOナノワイヤを直接基板に水平に成長させる可能性について実験的に検討した.その結果,事前に大気中1000℃でアニールしたa-カットサファイア基板を用いることで,ZnOナノワイヤを基板に水平に成長させることに成功した.これは,アニールしたa-カットサファイア基板では,c面が基板に垂直なステップとして現われ,ZnOナノワイヤはc面に垂直に成長する特性があることによる.

は の purpose, this study the researchers け into れ ら が shows し た "ナ ノ support particles stacking method" (NPAD ま た は NAPLD) を, ナ ノ structure ZnO ナ ノ ワ イ ヤ crystallization の synthetic に applicable し て ナ ノ ワ イ ヤ ピ グ テ イ ル pay ZnO ナ ノ crystallization の created technology を し, そ の constructed お よ び optical characteristics of を Ming ら か に し て, The basis of the ultraviolet ナノ, プティッ, ス, ス spectrometer is を established する, とである, とである. Specific に は, NPAD の optimization に よ り ZnO ナ ノ crystallization を established し system technology, as a system of し た ZnO ナ ノ crystallization の excitation light up に よ る レ ー ザ ー 発 modal を Ming ら か に し て, ZnO ナ ノ crystallization を using し た optoelectronic element child へ の 応 with の based を す る. を pp.47-53 19th annual ま で に, NPAD method with い て, catalytic を with い る こ と な く substrate に vertical に ZnO ナ ノ ワ イ ヤ を growth さ せ る こ と に successful す る と と も に and as system conditions を suppression し て 単 an area when た り の ZnO ナ ノ ワ イ ヤ の density を suppression す る gimmick を establish し た. さ ら に, こ の ZnO ナ ノ ワ イ ヤ を ビ ィ ル デ ィ ン グ ブ ロ ッ ク と し て, p-type GaN お よ び n type ZnO を group み close わ せ て ヘ テ ロ し, the pn junction を cropping ヘ テ ロ pn junction か ら electric 気 wound up に よ る ultraviolet light 発 に successful し て い る. こ れ ら の results か ら, vertical に growth し た ZnO ナ ノ ワ イ ヤ を ultrasound リ ン ス に よ り substrate か ら take り し, n-type zinc O film と p-type GaN film between の に ナ ノ ワ イ ヤ が parallel に な る よ う に configuration す る tectonic で は, 単 a ナ ノ ワ イ ヤ で の electric 気 wound up に よ る レ ー ザ ー 発 の possibility of vibration を blame し た. そ こ で, pp.47-53 は 20 year, ZnO ナ ノ ワ イ ヤ を directly substrate に level に さ せ る possibility に つ い て be 験 of に beg し 検 た. そ に big 気 の as a result, the advance in 1000 ℃ で ア ニ ー ル し た a - カ ッ ト サ フ ァ イ ア substrate を with い る こ と で, ZnO ナ ノ ワ イ ヤ を substrate に level に さ せ る こ と に successful し た. こ れ は, ア ニ ー ル し た a - カ ッ ト サ フ ァ イ ア substrate で は, c surface が substrate に vertical な ス テ ッ プ と し て now わ れ, ZnO ナ ノ Youdaoplaceholder0 ワ ヤ ヤ ヤ c plane に vertical に growth する characteristics がある がある とによる とによる.

项目成果

Density-controlled growth of ZnO nanowires via nanoparticle-assisted pulsed-laser deposition and their optical properties

通过纳米颗粒辅助脉冲激光沉积实现 ZnO 纳米线的密度控制生长及其光学特性

• DOI: 10.1143/jjap.47.741
• 发表时间: 2008-01-01
• 期刊: JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
• 影响因子: 1.5
• 作者: Guo, Ruiqian;Nishimura, Jun;Okada, Tatsuo
• 通讯作者: Okada, Tatsuo

Aligned growth of ZnO nanowires and lasing in single ZnO nanowire optical cavities

• DOI: 10.1007/s00340-007-2891-4
• 发表时间: 2008-01
• 期刊: Applied Physics B
• 作者: R. Guo;J. Nishimura;M. Matsumoto;M. Higashihata;D. Nakamura;J. Suehiro;T. Okada

Catalyst-free synthesis of vertically-aligned ZnO nanowires by nanoparticle-assisted pulsed laser deposition

• DOI: 10.1007/s00339-008-4791-9
• 发表时间: 2008-12
• 期刊: Applied Physics A
• 作者: R. Guo;J. Nishimura;M. Matsumoto;D. Nakamura;T. Okada

Aligned Growth of ZnO Nanowires by NAPLD and Their Application to LED

NAPLD 定向生长 ZnO 纳米线及其在 LED 中的应用

• 发表时间: 2008
• 作者: Ruiqian Guo;Jun Nishimura;Mitsuhiro Higashihata;Daisuke Nakamura and Tatsuo Okada
• 通讯作者: Daisuke Nakamura and Tatsuo Okada

ナノ微粒子支援レーザー堆積法によるZnOナノワイヤの作製と単一ZnOナノワイヤの光特性

纳米粒子辅助激光沉积法制备ZnO纳米线及单根ZnO纳米线的光学性能

• 发表时间: 2008
• 期刊: レーザー研究 36
• 作者: 岡田龍雄;他
• 通讯作者: 他