層状半導体の微小共振器構造の作成とその光学非線形性

层状半导体微腔结构的构建及其光学非线性

基本信息

批准号：
08640424
负责人：
赤井一郎
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.層状半導体の薄膜成長条件の探索本補助金で購入したターボ・パック(ターボ・モレキュラ・ポンプ)を用いて、高真空・空間を作り、層状半導体BiI_3, CdI_2の薄膜成長条件を探索した。これらの物質は、0.1nm/sec程度の成長速度下でエピタキシャル成長し、直接励起子遷移が明確に観測できた。この条件下で、BiI_3/CdI_2の多層ヘテロ構造や、BiI_3/Cryoliteの多層ヘテロ構造を作成した。2.試料評価作成試料の評価は、Raman分光で行った。単結晶と比較して、Raman線の違いから、薄膜では基板及びへテロ構造のため、格子間隔の違いによって、格子が変形を受けていることが理解できた。3.超薄膜の励起子遷移CdI_2及びCryoliteで挟んだBiI_3超薄膜では、厚さに応じて励起子の遷移エネルギーが高エネルギー側に移動した。この効果は、励起子の量子閉じ込め効果として考えられると共に、励起子の誘電率閉じ込め効果の影響も受けていると結論できた。4.超薄膜の分子遷移同様の試料では、励起子遷移と共存して分子遷移が観測できた。5.光学遷移の非線形性超薄膜の励起子遷移や分子遷移は大きな光学遷移確率をもち、光学非線形性も大きいことが期待される。この性質を利用するために、この超薄膜を利用した光共振器構造を作成した。

1.层状半导体薄膜生长条件的探索利用本次资助购买的Turbo Pack（涡轮分子泵），创造了一个高真空空间，并寻找层状半导体BiI_3和CdI_2的薄膜生长条件。这些材料以约0.1纳米/秒的生长速率外延生长，并且清楚地观察到直接激子跃迁。在这些条件下，我们创建了 BiI_3/CdI_2 和 BiI_3/冰晶石的多层异质结构。 2.样品评价使用拉曼光谱对制备的样品进行评价。从与单晶相比拉曼线的差异可知，在薄膜中，由于基板和异质结构造成的晶格间距的差异，晶格发生变形。 3. 超薄膜中的激子跃迁在夹在CdI_2和冰晶石之间的超薄BiI_3薄膜中，激子跃迁能量根据厚度向高能侧移动。结论是，这种效应可以被认为是激子的量子限制效应，并且还受到激子介电常数限制效应的影响。 4.超薄膜中的分子跃迁在类似的样品中，可以观察到分子跃迁与激子跃迁共存。 5.光学跃迁的非线性超薄膜中的激子跃迁和分子跃迁具有较大的光学跃迁概率，并且预计具有较大的光学非线性。为了利用这一特性，我们使用这种超薄膜创建了光学谐振器结构。