イオンビーム照射による異常３次元配向構造をもつウルツ鉱薄膜の創製

离子束辐照制备具有异常三维取向结构的纤锌矿薄膜

基本信息

批准号：
13J05891
负责人：
鈴木雅視
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

[c軸垂直極性反転AlN多層膜共振子]単層AlN薄膜共振子は携帯電話用周波数フィルタで実用化なされている．単層AlN薄膜を極性反転多層膜に置き換えた共振子では高次モードでの共振となり，将来の通信端末用周波数フィルタに必要となる高周波数動作や高耐電力化が可能となる．前年度の研究において，イオン照射による，下地に依存しない極性制御に成功している．そこで，イオン照射による極性制御法を用いて＋極性AlN薄膜上に－極性膜を形成することで，2層の極性反転構造が形成できるか調査した．共振子の共振モードを観察すると基本モードが抑制され，二次モードで共振した．この結果からイオン照射による極性制御では下層の極性に依存せずに極性を反転させることが可能であり，極性反転構造が実現できることが分かった．[3次元構造(螺旋構造)をもつc軸平行AlN系多層膜の形成]螺旋構造としては，DNAや液晶が一般的に知られる．螺旋構造は円偏光二色性を有する．非線形光学特性を有するc軸平行AlN薄膜を用いて螺旋構造を形成することにより，螺旋構造による円偏光二色性と非線形光学特性のハイブリッド化が可能になるかもしれない．一方，前年度研究において，成膜中のイオンビーム照射よるc軸平行AlN薄膜の形成の際に照射面内方向を反転させることで，c軸平行AlN薄膜内の極性方向が反転することを見出した，そこで本年度研究では,イオンビーム照射面内方向を様々変化させることで，c軸平行螺旋構造AlN薄膜の形成を試みた．結晶成長方向を極点X線回折法により評価したところ，照射方向を連続的に変化させることでc軸平行AlN薄膜の面内結晶成長方向も連続的に変化し，c軸面内方向が連続的に回転したc軸平行螺旋構造が形成されていることが確認できた．

[C轴垂直极化AlN多层谐振器] 单层AlN薄膜谐振器已在手机频率滤波器中得到实际应用。用极性反转多层薄膜取代单层 AlN 薄膜的谐振器可在高阶模式下谐振，从而实现高频操作和高功率耐用性，这将是未来通信终端的频率滤波器所需要的。在前一年的研究中，我们成功地利用离子照射控制了与基材无关的极性。因此，我们研究了是否可以通过使用离子照射的极性控制方法在+极性AlN薄膜上形成-极性膜来形成两层极性反转结构。当观察谐振器的谐振模式时，基模被抑制，并且在二次模式中发生谐振。由这些结果可知，通过利用离子照射的极性控制，能够不依赖于基底层的极性而反转极性，能够实现极性反转结构。 [具有三维结构(螺旋结构)的c轴平行AlN多层膜的形成] DNA和液晶通常被称为螺旋结构。螺旋结构具有圆二色性。通过使用具有非线性光学特性的c轴平行AlN薄膜形成螺旋结构，可以混合圆二色性和由于螺旋结构而产生的非线性光学特性。另一方面，在前一年的研究中，我们发现，通过在成膜过程中用离子束照射形成c轴平行AlN薄膜时，通过反转照射的面内方向，可以使c轴内的极性方向发生变化。因此，在今年的研究中，我们尝试通过改变离子束照射的面内方向来形成具有c轴平行螺旋结构的AlN薄膜。当使用极X射线衍射评价晶体生长方向时，发现通过连续改变照射方向，c轴平行AlN薄膜的面内晶体生长方向也连续改变，并且c轴确认了面内方向连续变化，形成了与c轴平行的螺旋结构。