チューナブルバンドギャップ及び電界発光を示す非鉛系強誘電体フォトニック結晶の開発

本研究の目的は、実用レベルのフォトニックバンドギャップ(PBG)光学特性を持つチューナブル非鉛系強誘電体フォトニック結晶(PC)の作製を目指し、(1)BaTiO_3ナノ結晶を用いた逆オパール型強誘電体PC(厚さ10μm)の作製、(2)レジストモールドを用いた無欠陥オパール結晶パターンの作製、(3)逆オパールPCへの低屈折率電界発光(EL)材料の充填、(4)電極形成及び作製した逆オパールEL型PCのチューナブル特性を含めたPBG光学特性の評価、に関する研究を行うことである。初年度である平成18年度は、受入研究者がこれまでに確立してきた高濃度ゾルーゲル法を用いたナノ結晶合成法と特別研究員の持つ逆オパールPCの作製技術を組み合わせた、新しい強誘電体逆オパール型PC作製技術の確立のための基礎研究として、以下の実験項目を実施し、所期の目的を十分に達する成果を得た。1.高濃度ゾルーゲル法を用いたBaTiO_3ナノ結晶の合成とナノ結晶サスペンションの作製:合成技術を習得し、研究員がBaTiO_3および(Ba, Sr)TiO_3ナノ結晶粒子の合成を行った。2.ポリスチレン球を用いたオパールの作製:逆オパールPC用テンプレートとして、目的とするポリスチレン球オパールの作製を行った。3.BaTiO_3ナノ結晶浸漬法を用いた逆オパール型BaTiO_3PCの作製:浸漬法によるポリスチレン球PCテンプレートへのBaTiO_3ナノ結晶の充填を行い、逆オパール型BaTiO_3PCの作製に成功した。(国際学術誌に論文投稿中)4.逆オパール型BaTiO_3PCの構造及び光学特性の評価:作製した逆オパール型BaTiO_3PCの反射光学スペクトルを測定した。(論文投稿中)

本研究の目的は、実用レベルのフォトニックバンドギャップ(PBG)光学特性を持つチューナブル非鉛系強誘電体フォトニック結晶(PC)の作製を目指し、(1)BaTiO_3ナノ結晶を用いた逆オパール型強誘電体PC(厚さ10μm)の作製、(2)レジストモールドを用いた無欠陥オパール結晶パターンの作製、(3)逆オパールPCへの低屈折率電界発光(EL)材料の充填、(4)電極形成及び作製した逆オパールEL型PCのチューナブル特性を含めたPBG光学特性の評価、に関する研究を行うことである。初年度である平成18年度は、受入研究者がこれまでに確立してきた高濃度ゾルーゲル法を用いたナノ結晶合成法と特別研究員の持つ逆オパールPCの作製技術を組み合わせた、新しい強誘電体逆オパール型PC作製技術の確立のための基礎研究として、以下の実験項目を実施し、所期の目的を十分に達する成果を得た。1.高濃度ゾルーゲル法を用いたBaTiO_3ナノ結晶の合成とナノ結晶サスペンションの作製:合成技術を習得し、研究員がBaTiO_3および(Ba, Sr)TiO_3ナノ結晶粒子の合成を行った。2.ポリスチレン球を用いたオパールの作製:逆オパールPC用テンプレートとして、目的とするポリスチレン球オパールの作製を行った。3.BaTiO_3ナノ結晶浸漬法を用いた逆オパール型BaTiO_3PCの作製:浸漬法によるポリスチレン球PCテンプレートへのBaTiO_3ナノ結晶の充填を行い、逆オパール型BaTiO_3PCの作製に成功した。(国際学術誌に論文投稿中)4.逆オパール型BaTiO_3PCの構造及び光学特性の評価:作製した逆オパール型BaTiO_3PCの反射光学スペクトルを測定した。(論文投稿中)