※一部利用できない機能があります
| 1.
論文 |
論文
|
猪熊, 孝夫 ; Inokuma, Takao
概要:
Siナノ結晶(nc-Si)をSi酸化物中に分散生成したnc-Si分散薄膜は,光励起により高効率の可視発光を呈する新しい発光材料であるが,電気伝導度が小さく電流注入による発光の実現が困難である。本研究では,発光効率の高い高抵抗層とSi-ric
…
hな低抵抗層を多層化することにより,高効率発光と伝導度の向上を同時に実現することを目指した。多層構造の形成は,プラズマCVD法によるSiO_x堆積中にO_2供給量を変化させ組成に変調を与えることにより実現した。熱処理後に形成されるナノ結晶のサイズは組成に依存するため,結果として平均結晶サイズにも周期的な空間変調が与えられる。多層化により電気伝導度の向上は確認されたが,積層周期を100nm程度まで小さくしなければ多層化の効果は現れなかった。このため,昨年度の研究成果であるブラッグリフレクタ(300nm周期)による発光スペクトルの先鋭化との同時実現が課題として残った。<br />Nanocrystalline (nc-) Si-dispersed films, which are the silicon oxide thin films including nc-Si dispersively, are a new light-emitting material providing high efficiency visible photolminescence. However, the nc-Si-dispersed films generally have low electrical conductivity, and thus there are difficulties in achievement of light emission by current injection. In this project, we aimed to achieve both high efficiency light emission and high conductivity simultaneously by the formation of periodical multilayers with high-efficiency light-emitting layers and low-resistivity Si-rich layers.The formation of the multilayer structure was realized by modulating oxygen content of the films through a variation of O_2 flow rate. As a result, a spacially periodical modulation of the average size of nc-Si was bought about after high-temperature thermal annealing because the size of nc-Si formed depends on the composition of the films. An increase of the conductivity due to the multilayer structure was confirmed but the effect of multilayer structure observed only for the multilayer that has a period less than 100nm. That was not compatible to the period 〜300 nm of distributed Bragg reflector for 800-nm wavelength region, which is the peak wavelength of photoluminescence. This incompatibility must be solves in future.<br />研究課題/領域番号:11650319, 研究期間(年度):1999-2000<br />出典：「周期的構造変調層を形成したSiナノ結晶分散薄膜の電気的・光学的性質」研究成果報告書 課題番号11650319 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
続きを見る
|
||||
| 2.
論文 |
論文
|
猪熊, 孝夫 ; Inokuma, Takao
概要:
金沢大学自然科学研究科<br />Siナノ結晶(nc-Si)分散薄膜において膜厚方向に結晶サイズ分布の周期的な変調を与え,このDBR構造を利用したFabry-Perot共振器を構成することによってスペクトル幅を20meV程度まで狭くできる。
…
本研究では,さらに光波長オーダの2次元周期構造,いわゆるフォトニック結晶を構成することによる3次元的な光閉じ込めを実現し,より高レベルの放出光モード制御を実現することを目的としている。平成14年度は,前年度の結果と新たに生じた課題を踏まえ,主に次の3課題について研究を行った。1)フォトニツク結晶形成時のエッチング条件の最適化,2)DBR構造をもつnc-Si分散薄膜に2次元三角格子フォトニック結晶構造を付加.3)DBR/フォトニック結晶複合構造の発光特性測定.nc-Si分散薄膜のベースとなるa-SiOx薄膜は,プラズマCVD装置を用い堆積した.成膜後1100℃で1時間の熱処理を行い,膜中にnc-Siを分散生成させた.フォトニック結晶形成時のエッチングプロセスにおいては,エッチングの異方性並びに電子線用レジストとSiナノ結晶分散薄膜の選択比の調整が重要であった。今年度,エッチングガスをCF_4+H_2とし条件を最適化することにより,良好なエッチング特性を得られることが明らかになった。ただしこの場合,エッチレートが約1/5に減少してしまい,その回復が今後の課題である。また,DBR/フォトニック結晶複合構造の発光特性に関しては,膜面内への放出光の伝搬が抑制されることが確認された。共振器からの放出光強度の増加に関しては定量的な結論を得るに至っていない。トップリフレクタに金属薄膜を使用していることが損失につながっている可能性がある。<br />Nanocrystalline (nc-) Si-dispersed films, which are the silicon oxide thin films including nc-Si dispersively, are a new light-emitting material providing high efficiency visible photolminescence (PL). Previously, we have demonstrated that broad PL band width in the nc-Si-dispersed films can be narrowed effectively using a virtical optical cavity. In this project, we aimed to achieve a higher-order control of the light emission spectra of the nc-Si-dispersed films utilizing a two dimensional (2D) photonic crystal.The 2D photonic crystal structure was formed using an electron-beam lithography system. A triangular lattice with a lattice constant of 400 nm and 350 nm have been formed. The anisotropic etching of the nc-Si-dispersed films was achieved by using a CF_4-H_2 plasma of an appropriate feed gas ratio. It was confirmed that the propagation of emitted light along the layer was sufficiently suppressed by the 2D photonic crystal structure. On the other hand, the effect of the 2D photonic crystal structure on the spectra and intensity of the emmited light was not clear.<br />研究課題/領域番号:13650337, 研究期間(年度):2001 – 2002<br />出典：「Siナノ結晶分散薄膜を活性媒質として用いたフォトニック結晶の光学的特性」研究成果報告書 課題番号13650337（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-13650337/136503372002kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/)を加工して作成
続きを見る
|
