【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.25】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23OS1031
利用課題名 / Title
新奇円偏光発光素子の開発
利用した実施機関 / Support Institute
大阪大学 / Osaka Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
戸田 晋太郎
所属名 / Affiliation
大阪大学大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
竹内将人,石川諒,國吉望月,堀内宏太朗,鎌田隆希,大崎淳矢,此尾友花,岡本彬仁,村上水暉
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
OS-104：自動搬送電子ビーム描画装置
OS-105：高速大面積電子ビームリソグラフィー装置
OS-109：深掘りエッチング装置
OS-110：リアクティブイオンエッチング装置
OS-127：レーザーラマン顕微鏡
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
円偏光はその特異な性質から様々な応用が検討されているが、高効率な単一微細発光・受光素子が存在せず、技術発展の障壁となっている。そこで本研究では、メタサーフェスによる光の位相変調現象を利用した新奇円偏光デバイスの開発を目的とする。
実験 / Experimental
マグネトロンスパッタリング法でガラス基板上にSiを成膜し、反射率分光法によって膜の屈折率を解析した。次に、有限差分時間領域法によってMaxwell方程式を解く電界シミュレーションを行い、目的の光位相変調性能を有するメタサーフェスの設計を行った。設計に従って電子線リソグラフィーを行い、Si製メタサーフェスの微細加工を行った。そして得られた試料の光位相変調性能を評価した。
結果と考察 / Results and Discussion
設計通りのSi微細加工が行えず、目的の光位相変調性能は得られなかった。電子顕微鏡や原子間力顕微鏡による解析により、微細加工精度に関わる課題が抽出された。一方で、観察結果に基づく実際の構造における光位相変調性能をシミュレーションしたところ、測定結果と一致した。したがって、電子線リソグラフィーやリアクティブイオンエッチングの条件探索が重要であることが分かった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- Yuki Murata et al., "Design of highly efficient InGaN-based circular polarized light emitters integrated with Si3N 4 metasurface" The 14th International Conference on Nitride Semiconductors, Fukuoka, Japan (Nov. 2023)
- 堀内宏太朗 他，”円偏光発光微細素子のためのメタサーフェスの作製および円偏光を用いた癌検出技術の検討” 応用物理学会関西支部2023年度第2回講演会 (兵庫)，2023年11月2日
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件