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substrates implanted with Ge ions品川 晃祥*; Umenyi, A. V.*; 菊地 秀輔*; 相場 瑞基*; 稲田 和紀*; 三浦 健太*; 花泉 修*; 山本 春也; 川口 和弘; 吉川 正人
no journal, ,
Geをイオン注入したSiO基板は、紫外から青色のフォトルミネッセンスを示すことが知られている。そこで本研究では、Geをイオン注入したSiO基板をもとに新たな2次元フォトニック結晶導波路及びこれを組合せた発光素子の開発を進めている。原子力機構・TIARA施設の400kVイオン注入装置を用い、照射エネルギー:350keV,照射量:1
10
ions/cm
の条件下でSiO基板にGeイオンを注入し、窒素中で熱処理(
900
C)を行うとともに励起光源としてHe-Cdレーザ(波長325nm)を使用したフォトルミネッセンススペクトルを測定した。その結果、Ge波長400nm付近をピークとする紫外発光ピークが観測され、熱処理温度が高くなるに従いそのピーク強度は増加する傾向にあることを見いだした。これより光を伝播するコア領域の大きな2次元フォトニック結晶導波路の作製が可能であることがわかった。
substrate co-implanted with Si and C ions菊地 秀輔*; Umenyi, A. V.*; 稲田 和紀*; 河嶋 亮広*; 野口 克也*; 佐々木 友之*; 三浦 健太*; 花泉 修*; 山本 春也; 川口 和弘; et al.
no journal, ,
これまでに、Siイオンを注入した溶融石英板(SiO)が、11501250Cのアニールによって青色発光(発光ピーク波長400nm)を示すことを初めて見いだし、特に1200Cのアニール後にその発光ピーク強度が最大になることを実証している。しかし、1200C前後でのアニールは非常に高温で、実際の応用を考えた場合、熱に弱い部材との集積化が難しくなり、この材料を適用できる応用デバイスの範囲が制限されてしまう。そこで今回は、より低温のアニールでも発光するSiO基板の開発を目指し、Siイオンに加えてCイオンを注入して発光特性の評価を行った。その結果、700Cという比較的低温のアニールによっても、可視域の発光が観測できることを確認した。また、Siイオン及びCイオンの照射量の比によって、発光ピーク波長がシフトすることも確認できた。波長650nm付近の発光ピークは、Siイオン照射により発現するものと思われ、一方で波長450nm付近の発光ピークは、Cイオン照射によるものと考えられ、Siイオン及びCイオンの照射量の比によって、発光波長を制御できる可能性があることが示された。
三浦 健太*; 菊地 秀輔*; 桐生 弘武*; 稲田 和紀*; 小澤 優介*; 花泉 修*; 山本 春也; 杉本 雅樹; 吉川 正人; 川口 和弘; et al.
no journal, ,
イオンビーム照射による発光デバイス及び光スイッチ等の光機能素子の形成技術の開発を行った。発光デバイスの開発では、これまでの成果からSiO
部材にSi
の注入と、その後の1200
C前後でのアニールにより青色発光することを見いだしており、本研究ではこの部材を用いてより低温のアニールで発光する部材の開発を目指した。SiとCの注入、及び大気中での700C、25分間のアニールを行うことで、可視領域での発光を観測できた。さらに、Si及びCの注入量の比によって、発光ピーク波長がシフトすることも確認し、発光色を制御できる可能性も示した。一方、光スイッチの開発では、波長1.55
m帯のマッハツェンダー(Mach-Zehnder: MZ)型光スイッチの実現を目指し、PMMAにプロトンビーム描画(Proton Beam Writing: PBW)技術で光導波路を描画することでMZ型導波路の製作を試みた。試料として、Si基板上に下部クラッド層のSiO膜(15m)及び光導波路製作層のPMMA膜(8m)を製作した。これに1.7MeV、1m
のHビームを用いてPBWにより8m幅の左右対称に対向したY分岐型の導波路を描画し、さらに、上部クラッド層としてこの照射後の試料にPMMAを10m厚で成膜した。製作した導波路に対して波長1.55mの光を通した結果、出射光が一つであることを確認し、MZ型光導波路として光波の分岐及び合流が行えることを示した。