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イオンビームを利用した光デバイス作製技術の研究開発

Development of fabrication technique of optical devices using ion beam

三浦 健太*; Umenyi, A. V.*; 花泉 修*; 佐藤 隆博; 石井 保行; 大久保 猛; 山崎 明義; 江夏 昌志; 横山 彰人; 加田 渉; 神谷 富裕; 高野 勝昌*; 山本 春也; 杉本 雅樹; 吉川 正人; 川口 和弘

Miura, Kenta*; Umenyi, A. V.*; Hanaizumi, Osamu*; Sato, Takahiro; Ishii, Yasuyuki; Okubo, Takeru; Yamazaki, Akiyoshi; Koka, Masashi; Yokoyama, Akihito; Kada, Wataru; Kamiya, Tomihiro; Takano, Katsuyoshi*; Yamamoto, Shunya; Sugimoto, Masaki; Yoshikawa, Masahito; Kawaguchi, Kazuhiro

TIARAでのイオンビーム照射技術を、光スイッチや発光素子などの光デバイスの作製に応用する研究を行っている。この研究の中で、今回は応用波長帯の拡大を目標に、GeイオンをSiO$$_2$$基板に注入した試料を作製し、その発光特性の評価を行ったので、これらの成果を発表する。具体的には、初めに、SiO$$_2$$基板へのGeイオン注入は、400kVイオン注入装置を用い、照射エネルギー350keV,照射量1$$times$$10$$^{17}$$ions/cm$$^2$$とし、室温で行った。次に、4つの試料を窒素雰囲気中で600$$^circ$$C, 700$$^circ$$C, 800$$^circ$$C, 900$$^circ$$Cでアニールした後、さらに大気中でアニール(800$$^circ$$C)を行った。最後に、フォトルミネッセンス(PL)スペクトの励起光源としてHe-Cdレーザ(波長325nm)を使用し、モノクロメータ及びCCD検出器(-80$$^circ$$Cに電子冷却)を用いて測定を行った。PLスペクトルの測定結果、窒素中で600$$^circ$$C, 700$$^circ$$C, 800$$^circ$$Cのアニールを行った試料からは、波長400nm付近に発光ピークが確認できた。これらはGeナノ結晶による発光と考えられる。その中で、800$$^circ$$Cでアニールした試料のみ、波長500nm付近の発光バンドも確認でき、さらにアニール温度を900$$^circ$$Cに上げると、波長500nm付近にピークを持つブロードな発光スペクトルが観測された。この発光バンドとGeナノ結晶との関連性は現在調査中であるが、アニール温度によって発光波長帯を制御できる可能性があり、さまざまな色の可視発光デバイスへの応用が期待できる。

no abstracts in English

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