研究室の概要
我々の研究室は、半導体の新しいデバイスの可能性を探索し、その基本となる物理や化学を研究してきました。主に実験的な手法を用いて、半導体中の希土類原子の発光を利用した新しい発光デバイスの開発や光デバイス半導体へのイオン注入とその特性制御等の研究を推進しています。希土類としてエルビウム(Er),イットリビウム(Yb),ネオジウム(Nd),ホロミウム(Ho)を対象とし、母材半導体としては、単結晶シリコン、ポーラスシリコン(PS)、を用いています。現在は主にErに注目し研究を行なっています。エルビウム(Er)は現在主流のシリカ系光ファイバの最低損失波長に相当する1.54μmの発光を示し、光通信分野での光源として応用できます。
そのため，まずシリコン中でErが発光するメカニズムについての研究しています｡詳しくはここ
これまでの研究よりシリコン中のErを室温で効率よく光らせるには，シリコンとErの間に酸化シリコン(SiO2)を挟んだ方がよいということがわかりました。現在，「そうした構造内でなぜErの発光効率が良くなるのか?」ということを調べる研究と，実際にMBE装置を用いて，そうした構造を何層にも重ねてLEDを作製しようとする研究を行なっています｡詳しくはここ
ポーラスシリコンを用いて光増幅導波路の研究を進めています｡これが完成すれば，集積回路に応用が期待できます｡詳しくはここ
またシリコン以外の半導体として酸化亜鉛(ZnO)を用いた研究も行なっています｡ZnOはその母材としての性質として室温で安定して発光しやすいという特長を持っています｡そこで，上記の希土類を添加することによってその希土類固有の発光，さらには，可視領域のでの発光を観測しようとしています。詳しくはここ
さらに，MOCVD装置を用いてシリコン基板上にゲルマニウムの量子ドットの作製も行なっています｡ゲルマニウムも量子ドット構造にすることでシリカ系光ファイバの最低損失波長に相当する1.54μｍの発光が観測されると予想されています｡詳しくはここ
希土類とは、周期表で「ランタノイド」と呼ばれる原子のことを指します。これらは固体中で特殊な電子配置をとるため、母材の種類に関係無く温度変化に対して安定な鋭い発光スペクトルを示します。中でもエルビウム(Er)は現在主流のシリカ系光ファイバの最低損失波長に相当する1.54μmの発光を示し、光通信分野での光源として応用できます。