フォトニック格子をもつ金属表面の赤外線放出特性の温度制御への応用

光子晶格金属表面红外发射特性在温度控制中的应用

基本信息

批准号：
18656065
负责人：
小竹茂夫
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Mie University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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

项目摘要

本年度は、昨年度までに開発してきたMEMS加工技術技術やコロイド結晶作成技術を用いてフォトニック格子を作成した。またさらに赤外線放出特性評価装置を作成し、赤外線特性の評価を行った.MEMS加工技術によるSi表面のフォトニック格子の作成では、900℃、1時間程度の酸化処理において、ダイヤモンドペンによる酸化膜の除去が適切におこなうことができ、その後のエッチング処理により、20μmの幅と深さを持つストライプ状の格子を作成することができた一方、それ以上に酸化膜が厚くなると、加工線が太くなったり、乱れたりするなど,格子をうまく作ることが出来なかった.加工されたSiフォトニック格子に金を蒸着させた後、試料からの赤外線を測定したところ,20μmとその9μm付近で、赤外線強度の増加が見られ、特定波長の赤外線を放出する機能を確認した.一方,引き上げ法によるコロイド結晶の作成では,酸化処理したSiウェハー表面をダイヤモンドペンで加工後、エッチングすることにより,引き上げ方向と45度の角度を持つ溝を0.5m間隔で作成したところ,この溝に沿って12μmのコロイド粒子が整列し,周期的なコロイド結晶を10mm幅で広く作成することができた.またサブミクロンのアルミナ微細粒を使って、コロイド結晶をインプリンティングしたところ、12μm周期のセラミックフォトニック格子を作成することができた.金属を蒸着させずに赤外線を測定したところ,2μm付近で赤外線の非放出領域が観測された.一方,購入した自動回転ステージと赤外線用回折格子、Ge赤外線窓を用いて赤外線放出特性評価装置を作成したところ、レーザーにより背面を加熱させた試料表面からの赤外線を検出することに成功した.しかし赤外線強度が十分ではないために、角度による依存性や波長による赤外線強度分布を評価するには至らなかったため、赤外線の発散防ぐよう放物面鏡による光路の改良を検討している。

今年，我们利用去年开发的MEMS加工技术和胶体晶体制造技术制造了光子晶格。此外，我们还制作了红外发射特性评估装置，并对红外特性进行了评估。当利用MEMS加工技术在Si表面创建光子晶格时，氧化膜被成功去除，随后的刻蚀过程创建了具有条状晶格的条纹晶格。宽度和深度为20μm，但是，随着氧化膜变厚，加工的线条也变粗。由于晶格扭曲或变形，晶格无法制作好。在将金沉积在加工后的硅光子晶格上后，测量到样品中氧化硅片数量的增加，证实了其能力。发射特定波长的红外线。另一方面，当通过提拉法制造胶体晶体时，用金刚石笔对氧化硅晶片的表面进行处理，然后进行蚀刻。当以0.5m的间隔形成与方向成45度角的凹槽时，12μm的胶体颗粒沿着这些凹槽排列，从而可以形成宽度为10mm的周期性氧化铝胶体晶体。通过使用细颗粒压印胶体晶体，我们能够创建周期为 12 μm 的陶瓷光子晶格。当我们在不沉积金属的情况下测量红外线时，我们发现 2 μm 左右没有红外辐射。另一方面，当我们使用购买的自动旋转台、红外衍射光栅和Ge红外窗口制作红外发射特性评估装置时，我们从背面被激光加热的样品表面检测到红外线然而，由于红外强度不够，无法评估角度依赖性或波长红外强度分布，因此我们考虑用抛物面镜改进光路，以防止红外辐射分散。它。