JP2005501383A - フォトニクス加工白熱発光体 - Google Patents
フォトニクス加工白熱発光体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005501383A JP2005501383A JP2003523023A JP2003523023A JP2005501383A JP 2005501383 A JP2005501383 A JP 2005501383A JP 2003523023 A JP2003523023 A JP 2003523023A JP 2003523023 A JP2003523023 A JP 2003523023A JP 2005501383 A JP2005501383 A JP 2005501383A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- incandescent light
- photonic crystal
- tungsten
- photonics
- light emitter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 claims abstract description 65
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 13
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 54
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 54
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 17
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 4
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001080 W alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 6
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 3
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000000985 reflectance spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- -1 tungsten alloy Chemical class 0.000 description 2
- 238000001429 visible spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000005457 Black-body radiation Effects 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002843 nonmetals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
- H01K1/00—Details
- H01K1/50—Selection of substances for gas fillings; Specified pressure thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
- H01K1/00—Details
- H01K1/02—Incandescent bodies
- H01K1/04—Incandescent bodies characterised by the material thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
- H01K3/00—Apparatus or processes adapted to the manufacture, installing, removal, or maintenance of incandescent lamps or parts thereof
- H01K3/02—Manufacture of incandescent bodies
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】
本発明は白熱灯に関する。さらに特定するなら本発明はフォトニクス加工発熱体(photonically engineered thermal emitter)によって製造された白熱灯に関する。
【背景技術】
【0002】
白熱灯は高品質な照明を提供し、安価であり、住宅用としては最も普及した照明器具である。しかし残念ながら白熱灯は今日商業的に利用されている最も効率が低い照明器具でもある。白熱灯技術の優れた解説はバーグマン他による「フィラメント電球」(GE研究所;レポート98CRD027、1998年2月)で提供されている。
【0003】
照明産業は電灯の効率を表示する目的で“発光効率(luminous efficiency)”なる共通用語を使用する。一般的には発光効率はルーメン/ワットの単位で表され、光束を全放射電力で割った値で定義される。光束はルーメンの単位を有しており、人間の眼が反応する放射光束である。電灯の発光効率のさらに優れた説明は光源に対する全入力電力値で放射光束を割ることである。そのようにすれば電気的効率は照明技術の比較において利用可能になる。本明細書は後者の定義を利用する。なぜなら照明技術の種類によっては入力電力値の放射力への変換では本質的に効率が低く現れるからである。
【0004】
タングステンフィラメントを使用した60Wの白熱灯の発光効率は約15ルーメン/ワット程度である。白熱灯の発光効率は低い。なぜなら光のほとんど(90%程度)はスペクトルの非可視赤外線部分(760nm以上の波長)で発生するからである。蛍光灯は白熱灯よりもずっと発光効率が高く、75から100ルーメン/ワットの発光効率を有している。比較すると、広幅スペクトル源を使用した高品質白色光の理論的最大発光効率は約200ルーメン/ワットである。
【0005】
白熱灯はタングステンフィラメントを高温(典型的には約2800K°)に加熱して電磁波スペクトルの可視領域(約380から760nm)で発光させて使用する。このような高温体は一般的に“発光体”または“放射体”と呼称される。高温発光体からの発光は黒体理論で説明される。理想的黒体は理論的には最大発光する。実際の発光体は黒体ほどには放射しない。放射率は実際の発光体の黒体発光に対する放射比であり、0から1の間で無単位にて表される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
白熱灯の発光効率は発光体の放射率を改良することで改善させることができる。照明目的での最良発光体は可視スペクトル領域で1の放射率を有し、非可視スペクトル領域では0の放射率を有するものである。そのような理想的な発光体は有効な可視領域のみで発光する。そのような理想発光する2800K°発光体は200ルーメン/ワット程度の効率を有するであろう。これは従来の白熱灯の10倍以上の発光効率であり、従来の蛍光灯の2倍の発光効率である。
【0007】
従って、可視スペクトル領域で選択的に発光することで発光効率を改善させた高温発光体が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、特徴的な格子定数(lattice constant)を有したフォトニクス結晶(photonic crystal)を含み、第1誘電定数(dielectric constant)を有した発光体材料と、少なくとも1つの別な誘電定数を有した少なくとも1つの別な格子材料を含むフォトニクス加工白熱発光体を提供する。それら特徴的な格子定数、発光体材料及び少なくとも1つの別な格子材料は望む切捨て波長以上の熱放射を抑制または改質させるフォトニクスバンドギャップ(photonic bandgap)を創出するように選択される。発光体材料はタングステンのごとき耐熱性非金属または耐熱性金属で提供できる。このフォトニクス加工白熱発光体はスペクトルの可視領域及び近赤外線領域で選択的に熱放射し、さらに効率的な白熱灯を提供するように改善できる。
【0009】
さらに本発明は白熱発光体に適したフォトニクス加工構造体の製造方法をも提供する。この方法は、基板上に犠牲材料による格子構造鋳型(モールド)を形成し、このモールド内に構造材料を入れ、モールドから犠牲材料を除去するものである。可視光線波長程度の格子定数で耐熱材料のフォトニクス結晶を提供するための格子構造モールドの成型にはシリコン集積回路技術が特に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
本発明は従来の白熱灯よりも効率的なフォトニクス加工白熱発光体と、その製造方法とを提供する。本発明のさらに効率的な白熱発光体はフォトニクス加工構造を利用して高温発光体の発光選択性を改善させることで可能となった。フォトニクス加工構造体は光波長が周期変動する物質で成る。この周期変動はその媒体の許容光モードを変動させ、多くの多様で有用な特性を導く。一部のフォトニクス構造は特定バンドの波長に対して全方向で光モードを完全に排除する。これら構造は3Dフォトニクスバンドギャップを表すと考えられている。フォトニクス結晶とその特性の説明はジョアノパウロス他の「フォトニクス結晶」(1995年)において提供されている。
【0011】
発熱スペクトル、すなわち放射率はフォトニクス構造特性の適当な調整で変動させることが可能である。物体からの熱放射の制御による放射性の制御のためのフォトニクス構造の利用はリン及びフレミングの米国特許願09/441221で開示されている。そのスペクトルの赤外線領域でのフォトニクス構造体かららの熱放射の調整はリン他の「立体フォトニクス結晶による熱放射の増強及び抑制」(2000年)で解説されている。リン他は空気を補助誘電体として利用し、立体的な“リンカン-ログタイプのシリコンフォトニクス結晶”を製造した。このシリコンフォトニクス結晶は格子定数4.2μmとλ=9〜15μmの赤外線波長領域をカバーする大型フォトニクスバンドギャップを有していた。410℃に加熱されると、そのシリコンフォトニクス結晶は10から16μmである大きく減少した透過率を示した。これは立体フォトニクスバンドギャップを示す。
【0012】
図1は切捨て波長以上では1であり、以下では0である放射率を有した理想的白熱源の発光効率を示す。発光効率は切捨て波長を可視光線の長波エッジ(すなわち760nm)に可能な限り接近させることで最大化される。発光効率はそのような理想的発光体で200ルーメン/ワットに接近する。よってスペクトルの可視部の白熱照明利用のためにフォトニクス結晶のフォトニクスバンドギャップはリン他のシリコンフォトニクス結晶で得られるものよりもその可視光線の長波エッジにさらに接近しなければならない。
【0013】
可視光線の長波エッジにフォトニクスバンドギャップを接近させるためフォトニクス結晶は小さな寸法とすることができ、さらに大きな誘電相違を有し、高温(2800K°)程度に耐えられる材料を使用できる。バーグマン他が解説するように、白熱灯フィラメントに使用される最も一般的な材料はタングステン系材料である。金属としてタングステンはフォトニクス結晶で使用されると大きな屈折率の利点を提供する。屈折率の大きな差異はフォトニクス結晶の光モードに対して屈折率の周期変動の効果を増強し、放射率は減少して大きなフォトニクスバンドギャップを有したフォトニクス結晶を製造する。
(フォトニクス加工発光体構造)
本発明は可視及び近赤外線波長で選択的に発光する2Dまたは3Dフォトニクス結晶を提供する。従来技術で知られた2Dまたは3Dフォトニクスバンドギャップを示す様々なタイプのフォトニクス結晶構造が本発明に適している。フォトニクス結晶構造と製造法の例はフレミング及びリンの米国特許願09/296702で開示されている。
【0014】
本発明の実施例で使用される3Dフォトニクスバンドギャップを示すフォトニクス結晶の通常タイプは図2で示すリンカン-ログタイプフォトニクス結晶構造200である。この3Dリンカン-ログタイプ構造は交差層210を含んでいる。それぞれの層210は第1誘電率を有した材料で提供される等間隔に配置された平行ログすなわちロッド220の列を含んでいる。ロッド220間は第2誘電率を有した材料230で充填される。単純性と高誘電相違性を得るために材料230は空気であることが多い。4層式フォトニクス結晶200においてはロッド220は反復距離cで4層ごとに反復する積み重ね様式である。各層210内ではロッド220の軸は間隔dでそれぞれ平行に提供されている。交差層210は前層に対して90°回転した状態で提供されている。各層210間ではロッド220は互いに0.5dだけずらされている。得られた構造は斜方形構造を含んだ面心格子正方晶形格子対称体である。特殊な場合(c/d=1.414)には結晶200は2本のロッドを基本とした面心格子立方体単位セル(unit cell)から得られる。
(フォトニクス結晶の製造)
本発明に適した2Dまたは3Dフォトニクスバンドギャップを示すフォトニクス結晶構造は様々な従来方法で構築できる。3Dフォトニクス結晶構造の垂直位相構造は各層ごとの複誘電フィルム反復被膜及びエッチングによって構築できる。フォトニクス結晶を製造する1つの方法は前述のリン他のシリコンフォトニクス結晶構築でのように構造材料で直接的に構造を構築することである。あるいは製造方法は犠牲材料で構造材料用の格子構造モールドを成型し、その格子構造モールドに構造材料を選択的に成層し、最後にその埋め戻しモールドから犠牲材料を除去して構造材料のフォトニクス結晶を得ることである。後者の方法は、それ以外では直接的な各層ごとの構築プロセス中に大残留応力を蓄積することができる構造材料に対しては利点を有している。この製造方法は、金属、金属合金及び半導体等の整合プロセスで成膜できる多様な構造材料のフォトニクス結晶の成型に使用できる。
【0015】
本発明の説明の目的で図3aから図3iに関して説明するように、本発明の白熱発光体に適した3Dリンカン-ログタングステンフォトニクス結晶の各層ごとの製造手順が示される。本明細書のタングステンフォトニクス結晶はロッド間隔d=4.2μm、ロッド幅w=1.2μm、層厚1.6μmである。タングステン合金、シリコンカーバイド、カーボン、チタニア等の他の耐熱金属及び耐熱非金属も本発明のフォトニクス加工白熱発光体に適している。
【0016】
格子構造モールドは、ポリシリコン等の孔部形成構造材料をシリカ(SiO2)のごとき犠牲モールド材料の交互パターン層で順番に積層させて成型できる。シリカ製造手順の基礎層ポリシリコン法はリン他の“ネーチャ誌394”(251、1998年)及びフレミングとリンの米国特許願09/296702で記述されている。フレミングとリンの積層製造法は正確な厚み、平坦性及び整合性の制御が可能な積層材料組成を可能にする。
【0017】
図3aのシリカ等の犠牲モールド材料で成る第1層310はシリコン基板300に成膜される。シリカ層310の厚みはフォトニクス格子の第1構造層340に望む厚みよりも厚く、典型的には、対象の切捨て波長によるが0.02から10μmの範囲である。本明細書中の3Dタングステンフォトニクス結晶に対しては構造層340の厚みは1.6μmでもよく、シリカ層310の当初厚みは約2.0μmでよい。
【0018】
図3bは略方形断面を有した複数の均等に間隔が開けられた平行スペーサバー311を形成するようにパターン化された第1シリカ層310を示す。このようなパターン化は、スペーサバー311間の層310の材料が除去される箇所に提供された複数の開口部でシリカ層310に対して写真エッチングマスク(図示せず)を使用して達成できる。続いて異方性エッチングプロセスを使用し(例えば、表面に垂直な反応イオンエッチング処理)、略方形断面を有したバー311を得る。このエッチングステップは好適には基板300にまで層310を完全に通過してエッチングするように実行される。次にエッチングマスクは剥ぎ取られ、図3bの構造が得られる。本実施例では隣接スペーサバー311間の間隔は4.2μmで、スペーサバーの幅は3.0μmでよい。
【0019】
図3cのポリシリコン320は化学蒸着によってシリカスペーサバー311間の領域に充填させることができる。繰り返すが、このポリシリコンの厚みは第1構造層340の望む最終厚よりも厚くすることができる。ポリシリコンの蒸着は一般的に凹凸を形成し非平面321とする。そのような粗い非平面は成長面での光拡散や制御不能な反射により劣等品質フォトニクス結晶を提供する。よって成長面の化学機械研磨(CMP)が実行され、続く構造層の成層処理に先立って成長面の平坦化処理が実行される。本発明で使用される一般的なCMPはフレミング他の米国特許5998298で開示されている。
【0020】
図3dで示すようにシリカスペーサバー311とポリシリコンロッド341の平坦パターンを含んだ第1構造層340が成型される。このポリシリコンロッド341は長形で、略方形断面であり、1.2μm幅と1.6μm厚でよい。
【0021】
図3eで示すように、同一の基本的成長と処理ステップを反復することで複数の構造層340を基板300の上面に成長させることができ、ポリシリコンで望むフォトニクス格子構造350を成型できる。リンカン-ログタイプ構造を成型するにはポリシリコンロッド341の方向性はそれぞれの構造層340間で90°回転され、2層ごとにロッド341は間隔dの半分づつ交互にずらされる。よって、構造350は面心格子四辺形対称格子構造を有する。
【0022】
図3fで示すようにポリシリコンロッド341は取り除かれ、格子構造モールド360を形成する。ポリシリコンロッド341は6M、85℃ KOHエッチング処理で取り除くことができる。これは100:1(Si:SiO2)までの選択性を有する。KOHプロセス中のオーバーエッチング処理は全ポリシリコン341の除去を確実にするために望ましく、シリコン基板300と接触する層底部340に“V”形状部361を提供する。これは下側のシリコン基板300のエッチングによるものであり、基板の結晶方向性に依存する。KOHエッチングはエッチング前方部がシリコン基板300の緩やかなエッチング(111)平面と遭遇すると停止し、“V”溝361を提供する。
【0023】
図3gで示すように格子構造モールド360は構造材料で埋め戻しできる。犠牲材料(シリカ等)が埋め戻し構造材料から後に選択的に除去できる限り化学蒸着(CVD)、メッキ処理またはスピンオングラスあるいはナノ粒子での浸透処理のごとき多様な成層技術をモールド360の埋め戻しに使用できる。例えば、III-V化合物半導体、II-VI材料、単独及び混合酸化物、窒化物、酸化窒化物、金属及び金属合金がCVD処理で成層あるいは成膜できる。前処理導電コーティング処理を格子構造モールド360に適用でき、多彩な金属を溶液から電気メッキによってモールド360の埋め戻しに利用できる。典型的な電気メッキ金属は銅、ニッケル、金、鉄、銀、コバルト、クロム等である。
【0024】
格子構造モールド360はCVDを介してタングステンで埋め戻しでき、シリカモールド材料311に埋め込まれたタングステンロッド370を成型する。プリカーサである50nm厚のTiN接着層(図示せず)は反応性イオンスパッタリングでモールド360に成層できる。なぜなら平膜状のCVDタングステンフィルムは二酸化ケイ素に接着しないからである。タングステンはWF6とH2により高圧(例えば90トール)で成層できる。タングステンの化学蒸着で非常に高純度の膜が提供される。タングステン膜は10μオーム-cmの抵抗を有することができる。CVDタングステン370によるモールド360の埋め戻しでモールド360の上面に粗くて非均質なタングステン成長面371が得られる。
【0025】
図3hで示すように埋め戻しモールド360の上面は余分なタングステンを除去するCMP処理で平坦化できる。タングステン埋め戻し平坦化モールド360のスキャン電子顕微鏡図は図4aで図示されている。図4aで示すようにキーホール382はタングステンロッド370のさらに深く埋め込まれた線の中央に形成できる。なぜならCVDタングステン成層プロセスのカバー範囲は100%ではないからである。しかし膜厚は可視及び赤外線の電磁放射においてタングステンの厚みよりもずっと厚い。
【0026】
図3iで示すようにシリカスペーサバー311は1:1のHFベース溶液でタングステン埋め戻し平坦化格子構造モールド360から選択式エッチング処理で除去することができる。その結果、タングステンロッド370をシリコン基板300上に並べた3Dタングステンフォトニクス結晶380が得られる。図4bはシリコン基板300上に並べられたタングステンロッド370を含んだ4層のタングステンフォトニクス結晶380のスキャン電子顕微鏡図である。タングステンフォトニクス結晶380は4層ごとに反復する並べ立て順序を有し、面心格子四辺形対称格子を有する。タングステンロッド370の幅は1.2μmであり、ロッド間隔は4.2μmであり、高インデックスタングステンの充填率は28%である。タングステンフォトニクス結晶380は容易に処理できる程度の充分な構造堅牢性を維持する。
【0027】
この製造プロセスは可視または赤外線波長で選択的放射性を有するほとんど全ての相互連結型フォトニクス結晶の製造にも適用できる。例えば、現行のシリコン集積回路処理工具は最小サイズを近赤外線のフォトニクスバンドギャップを有し、可視範囲で選択的放射性を有した構造に必要とされるサイズにすることができる。「国際半導体技術ロードマップ」(1999年版)参照。
(タングステンフォトニクス結晶の光学特性)
前述の方法に従って製造された3Dタングステンフォトニクス結晶380の光学特性は1.5から25μmの波長範囲に対するフーリエ変換赤外線測定システムを使用して特徴付けられる。反射率(R)を得るため、サンプルスペクトルが3Dタングステンフォトニクス結晶380から採取され、均質銀鏡の基準スペクトルに合わせて標準化された。絶対透過率(T)を決定するためタングステンフォトニクス結晶380から得られた透過率スペクトルが裸のシリコンウェハーのものに合わせて標準化された。この標準化手順は空気とシリコンとのインターフェースでの光反射やシリコン基板300の光吸収等の非本質的な影響を排除するためであった。
【0028】
図5は4層タングステンフォトニクス結晶380の絶対反射率スペクトル510と透過率スペクトル520を示す。破線530は基準となる6000オングストロム均質タングステン膜の透過率を示す。光はタングステンフォトニクス結晶380の<001>方向に沿って拡散し、非極性化される。反射率510はλ<5.5μmで振動し、λ6μm(バンドエッジ)程度で急上昇し、最終的にλ>8μmで高反射率90%に達する。一方、透過率520は特異ピークをλ<5.5μmで示し、λ6μm(バンドエッジ)程度で急下降し、λ>8μmで1%以下に減少する。8μm以上の波長の同時的な高Rと低Tはタングステンフォトニクス結晶内でのフォトニクスバンドギャップの存在を示す。減衰は4層タングステンフォトニクス結晶380に対してλ=10μmでの30dB程度、あるいは層ごとの7.5dBの減衰である。λ<5.5μmでの複数の振動はフォトニクス許容バンド内のフォトニクスのデンシティオブステート(density-of-states)振動による。
【0029】
図6で示すように傾斜角反射率スペクトルはフォトニクスバンドギャップの角依存率を決定するように採取される。傾斜角伝達測定のため、タングステンフォトニクス結晶380は回転ステージ上に搭載され、回転角は0°から60°の入射角でスパンされ、表面垂直(<001>方向)から測定された。結晶配向性は<001>から<110>軸に傾斜されている。光入射角は第1ブリローイン領域(Brillouin zone)のG-L側にG-X’から対称的に傾斜する。4つの傾斜角スペクトルはそれぞれ10、30、40、50°の光入射角に対して図6で図示されている。光入射角が増加するとバンドエッジポジションはq=10°のλ6μm近辺からq=50°のλ8μm近辺に移動する。λ<6μmでの振動特性と、さらに長い波長での高反射率の両方は前高光入射角に対してその状態に残る。よって、大きな完全3Dフォトニクスバンドギャップはタングステンフォトニクス結晶380に対してλ8μm近辺からλ>20μm領域で存在する。
【0030】
図7はログごとのスケールでプロットされた異なる数層、N=2、4、6であるタングステンフォトニクス結晶の理論的透過率スペクトルを示す。破線は均質な6000オングストロムのタングステン膜の基準スペクトルである。理論的透過率スペクトルはシガラス他の物理レビュー誌(B52、11744、1995年)の方法に従って計算された。透過率はバンドギャップ(N=6層のT<10-8)で非常に低い。これは小金属膜深度(1μm<λ<25μmの300から500オングストロム)に対応し、波長とはほぼ無関係である。一方、結晶スペクトルは許容バンド内でずっと高い透過率(T10-1程度)を示し、金属許容バンドのフォトニクス伝達は金属減衰では支配されない。さらに透過率の層数に対する強力な依存性がバンドギャップ(λ>8μm)で観察される。この層数依存は金属膜深度ではなく成型構造の層厚でλ>8μmスケールにてその透過率減衰を示す。よって、観察された低透過率は主としてフォトニクスバンドギャップ現象によるものである。バンドギャップの減衰定数は非常に大きく、λ=10、20、40μmでそれぞれ約8、14、16dB/層である。これは4から6結晶層程度が強力な電磁波減衰の達成に充分であることを暗示する。
【0031】
このような非常に大きなバンドギャップは赤外線及び再サイクル放射エネルギーのブロードバンド黒体放射を可視スペクトルに押入れるのに理想的である。図8はタングステンフォトニクス結晶380のスペクトル放射率を示す。結晶380はスペクトルの遠赤外線(8μm<λ<25μm)部分で大きな範囲のフォトニクスバンドギャップ(ほぼ0放射率領域)を有する。遠赤外線での放射率の非常に大きなフォトニクスバンドギャップと大きな減少はフォトニクス結晶での金属の使用による。光子再サイクルプロセスにおいてはフォトニクスバンドギャップは赤外線熱放射を妨害し、放射を近赤外線と可視放射内に選択的に強制する。よってエネルギーは熱の発生で無駄にされず、有用な放射バンド内に再供給される。フォトニクス結晶の格子定数と耐熱材料は製造プロセスで決定できる。よってフォトニクス結晶が1500℃以上に加熱されると放射バンドは可視領域内に絞られ、高発光効率白熱灯が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】理想的白熱源の予想発光効率を示すグラフであり、放射率は切捨て波長以上では1であり、以下では0である。
【図2】立体リンカン-ログタイプ(Lincoln-Log type)のフォトニクス結晶構造(3D)の概略図である。
【図3】4層リンカン-ログタイプのタングステンフォトニクス結晶の製造方法を図示する。
【図4】(001)方向シリコン基板上に構築された4層タングステンフォトニクス結晶の断面スキャン電子顕微鏡図である。図4aはシリカ犠牲モールドの除去前タングステンフォトニクス結晶を示す。図4bはシリカ犠牲モールドの除去後タングステンフォトニクス結晶を示す。この結晶の形成に使用された1Dタングステンロッドは1.2μmの幅と4.2μmのロッド間隔を有している。
【図5】4層タングステンフォトニクス結晶の<001>軸に沿って拡散する光線の測定反射(reflectance)スペクトルと透過(transmittance)スペクトルを示す。
【図6】4層タングステンフォトニクス結晶からの傾斜角反射スペクトルを示す。
【図7】タングステンフォトニクス結晶(N=2層、4層、6層)の計算透過スペクトルを示す。
【図8】格子定数4.2μmである4層タングステンフォトニクス結晶のスペクトル発光率を示す。
Claims (21)
- フォトニクス加工白熱発光体であって、特定格子定数を有したフォトニクス結晶と、第1誘電率を有した耐熱発光材料と、少なくとも1つの別誘電率を有した少なくとも1つの別格子材料とを含んで成り、前記格子定数、前記耐熱発光材料及び前記少なくとも1つの別格子材料は切捨て波長以上の熱放射を制御するフォトニクスバンドギャップを発生させるように選択されることを特徴とするフォトニクス加工白熱発光体。
- 少なくとも1つの別格子材料は空気であることを特徴とする請求項1記載の白熱発光体。
- 耐熱発光体材料は金属であることを特徴とする請求項1記載の白熱発光体。
- 金属はタングステンまたはタングステン合金であることを特徴とする請求項3記載の白熱発光体。
- 耐熱発光体材料は非金属であることを特徴とする請求項1記載の白熱発光体。
- 非金属はシリコンカーバイド、カーボンまたはチタニアであることを特徴とする請求項5記載の白熱発光体。
- 特定格子定数は10ミクロン以下であることを特徴とする請求項1記載の白熱発光体。
- 特定格子定数は5ミクロン以下であることを特徴とする請求項1記載の白熱発光体。
- 特定格子定数は1ミクロン以下であることを特徴とする請求項1記載の白熱発光体。
- フォトニクス結晶は1つの完全バンドギャップであることを特徴とする請求項1記載の白熱発光体。
- フォトニクス結晶は2Dであることを特徴とする請求項1記載の白熱発光体。
- フォトニクス結晶は3Dであることを特徴とする請求項1記載の白熱発光体。
- フォトニクス構造の製造方法であって、
a)基板上に犠牲モールド材料で格子構造モールドを成型するステップと、
b)該格子構造モールド内に構造材料を成層するステップと、
c)該格子構造モールドから前記犠牲材料を除去し、フォトニクス結晶を成型するステップと、
を含んで成ることを特徴とする製造方法。 - ステップ(c)に先立って成層された構造材料の表面の研磨ステップをさらに含んでいることを特徴とする請求項13記載の製造方法。
- 研磨ステップは化学-機械式研磨ステップであることを特徴とする請求項14記載の製造方法。
- 成型ステップ(a)は犠牲モールド材料の交差パターン層に孔形成材料を順番に成層するステップを含んでいることを特徴とする請求項13記載の製造方法。
- 成層ステップ(b)は化学蒸着、電気メッキまたはナノ粒子浸透による処理ステップを含んでいることを特徴とする請求項13記載の製造方法。
- 犠牲モールド材料はシリカであることを特徴とする請求項13記載の製造方法。
- 基板はシリコン製であることを特徴とする請求項13記載の製造方法。
- 孔形成材料はポリシリコンであることを特徴とする請求項16記載の製造方法。
- 構造材料はIII-V化合物半導体、II-VI半導体、1種または混合酸化物、窒化物、酸化窒化物、金属または合金であることを特徴とする請求項13記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/940,962 US6611085B1 (en) | 2001-08-27 | 2001-08-27 | Photonically engineered incandescent emitter |
PCT/US2002/027623 WO2003019680A1 (en) | 2001-08-27 | 2002-08-26 | Photonically engineered incandescent emitter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005501383A true JP2005501383A (ja) | 2005-01-13 |
JP2005501383A5 JP2005501383A5 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=25475715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003523023A Pending JP2005501383A (ja) | 2001-08-27 | 2002-08-26 | フォトニクス加工白熱発光体 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US6611085B1 (ja) |
EP (1) | EP1423881A4 (ja) |
JP (1) | JP2005501383A (ja) |
CN (1) | CN1550046A (ja) |
CA (1) | CA2457224A1 (ja) |
WO (1) | WO2003019680A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014136671A1 (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | 国立大学法人京都大学 | 熱輻射光源 |
Families Citing this family (89)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5876621A (en) * | 1997-09-30 | 1999-03-02 | Sapienza; Richard | Environmentally benign anti-icing or deicing fluids |
US20030034065A1 (en) * | 2001-08-14 | 2003-02-20 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Method and device for selectively emitting photons |
US6768256B1 (en) * | 2001-08-27 | 2004-07-27 | Sandia Corporation | Photonic crystal light source |
ITTO20020031A1 (it) * | 2002-01-11 | 2003-07-11 | Fiat Ricerche | Struttura tridimensionale di tungsteno per una lampada ad incandescenza e sorgente luminosa comprendente tale struttura. |
US7022604B2 (en) * | 2002-04-09 | 2006-04-04 | Micron Technology, Inc. | Method of forming spatial regions of a second material in a first material |
US7067215B2 (en) * | 2002-10-31 | 2006-06-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fuel cell and method of manufacturing same using chemical/mechanical planarization |
ITTO20030166A1 (it) * | 2003-03-06 | 2004-09-07 | Fiat Ricerche | Emettitore ad alta efficienza per sorgenti di luce ad incandescenza. |
ITTO20030167A1 (it) * | 2003-03-06 | 2004-09-07 | Fiat Ricerche | Procedimento per la realizzazione di emettitori nano-strutturati per sorgenti di luce ad incandescenza. |
US20050057831A1 (en) * | 2003-09-12 | 2005-03-17 | Practical Technology, Inc. | Directional heat exchanger |
EP1679735B1 (en) * | 2003-10-27 | 2010-06-02 | Panasonic Electric Works Co., Ltd. | Infrared light emitting device and gas sensor using same |
WO2005048310A2 (en) * | 2003-11-10 | 2005-05-26 | Practical Technology, Inc. | System and method for enhanced thermophotovoltaic generation |
US7767903B2 (en) * | 2003-11-10 | 2010-08-03 | Marshall Robert A | System and method for thermal to electric conversion |
US6940174B2 (en) * | 2003-12-23 | 2005-09-06 | National Taiwan University | Metallic photonic box and its fabrication techniques |
ITTO20040018A1 (it) * | 2004-01-16 | 2004-04-16 | Fiat Ricerche | Dispositivo emettitore di luce |
US6972236B2 (en) * | 2004-01-30 | 2005-12-06 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Semiconductor device layout and channeling implant process |
US8936683B2 (en) * | 2004-02-03 | 2015-01-20 | Robert A. Marshall | Synthetic opal and photonic crystal |
US8551391B2 (en) * | 2004-02-17 | 2013-10-08 | Avery Dennison Corporation | Method of making microneedles |
WO2005091335A1 (ja) * | 2004-03-17 | 2005-09-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 放射体および当該放射体を備えた装置 |
US7378785B2 (en) * | 2004-04-07 | 2008-05-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Polarizing photonic band gap system with reflector |
JP3847330B2 (ja) * | 2004-04-21 | 2006-11-22 | 松下電器産業株式会社 | フォトニック結晶デバイス |
US20060006787A1 (en) * | 2004-07-06 | 2006-01-12 | David Champion | Electronic device having a plurality of conductive beams |
US7368870B2 (en) * | 2004-10-06 | 2008-05-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Radiation emitting structures including photonic crystals |
US7482610B2 (en) * | 2005-01-13 | 2009-01-27 | Massachusetts Institute Of Technology | Vertical-cavity enhanced resonant thermal emitter |
US7794538B2 (en) * | 2005-02-02 | 2010-09-14 | Robert A Marshall | Self-assembly method, opal, photonic band gap, and light source |
US20060180740A1 (en) * | 2005-02-11 | 2006-08-17 | Barrett John L | Method and apparatus for invisible headlights |
US7227162B2 (en) * | 2005-02-11 | 2007-06-05 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Method and apparatus for providing tuning of spectral output for countermeasure devices |
US7314772B2 (en) * | 2005-03-14 | 2008-01-01 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Photonic device |
US7141761B1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-11-28 | Xerox Corporation | Printing device heating element and method of use thereof |
US7863517B1 (en) * | 2005-08-30 | 2011-01-04 | Xtreme Energetics, Inc. | Electric power generator based on photon-phonon interactions in a photonic crystal |
DE102005047605A1 (de) * | 2005-10-04 | 2007-04-05 | Basf Ag | Photonische Kristalle zur Wärmeisolierung |
US7332697B2 (en) * | 2005-12-23 | 2008-02-19 | National Research Council Of Canada | Photonic bandgap reflector-suppressor |
CN100449336C (zh) * | 2006-02-28 | 2009-01-07 | 佳能株式会社 | 光学元件及制造光学元件的方法 |
JP5100146B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2012-12-19 | キヤノン株式会社 | 光学素子及び光学素子の製造方法 |
US8044567B2 (en) | 2006-03-31 | 2011-10-25 | General Electric Company | Light source incorporating a high temperature ceramic composite and gas phase for selective emission |
US20070228986A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-04 | General Electric Company | Light source incorporating a high temperature ceramic composite for selective emission |
US7722421B2 (en) * | 2006-03-31 | 2010-05-25 | General Electric Company | High temperature ceramic composite for selective emission |
US7851985B2 (en) * | 2006-03-31 | 2010-12-14 | General Electric Company | Article incorporating a high temperature ceramic composite for selective emission |
US20080231184A1 (en) * | 2006-06-19 | 2008-09-25 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Higher efficiency incandescent lighting using photon recycling |
US7625515B2 (en) * | 2006-06-19 | 2009-12-01 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Fabrication of layer-by-layer photonic crystals using two polymer microtransfer molding |
US7674573B2 (en) * | 2006-08-08 | 2010-03-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing layered periodic structures |
US20080116779A1 (en) * | 2006-11-20 | 2008-05-22 | The Aerospace Corporation | Micro-nanostructured films for high efficiency thermal light emitters |
US20080237541A1 (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-02 | General Electric Company | Thermo-optically functional compositions, systems and methods of making |
US8278823B2 (en) | 2007-03-30 | 2012-10-02 | General Electric Company | Thermo-optically functional compositions, systems and methods of making |
US7820365B1 (en) | 2007-07-18 | 2010-10-26 | Sandia Corporation | Method to fabricate a tilted logpile photonic crystal |
WO2009036154A1 (en) * | 2007-09-13 | 2009-03-19 | Raytheon Company | Methods and systems for extracting energy from a heat source using photonic crystals with defect cavities |
US8003280B1 (en) * | 2007-10-17 | 2011-08-23 | Robert Andrew Marshall | System and method for holographic lithographic production of a photonic crystal |
DE102007060839A1 (de) * | 2007-12-18 | 2009-06-25 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Leuchtkörper und Lampe mit einem eindimensionalen photonischen Kristall |
US20090160314A1 (en) * | 2007-12-20 | 2009-06-25 | General Electric Company | Emissive structures and systems |
US8134285B2 (en) * | 2007-12-20 | 2012-03-13 | Robert A Marshall | Shaped selective thermal emitter |
US9052425B2 (en) * | 2008-01-29 | 2015-06-09 | Samwon Fa Co., Ltd. | Silicon solar cell |
US20090217977A1 (en) * | 2008-02-22 | 2009-09-03 | Marian Florescu | Photonic crystal architectures for frequency- and angle-selective thermal emitters |
US9435571B2 (en) * | 2008-03-05 | 2016-09-06 | Sheetak Inc. | Method and apparatus for switched thermoelectric cooling of fluids |
CN101978517A (zh) * | 2008-03-19 | 2011-02-16 | 史泰克公司 | 金属芯热电冷却和动力产生装置 |
US20100037937A1 (en) * | 2008-08-15 | 2010-02-18 | Sater Bernard L | Photovoltaic cell with patterned contacts |
CA2733976C (en) * | 2008-08-14 | 2015-12-22 | Greenfield Solar Corp. | Photovoltaic cells with processed surfaces and related applications |
US8106293B2 (en) * | 2008-08-14 | 2012-01-31 | Mh Solar Co., Ltd. | Photovoltaic cell with buffer zone |
US20100037943A1 (en) * | 2008-08-14 | 2010-02-18 | Sater Bernard L | Vertical multijunction cell with textured surface |
US8293079B2 (en) * | 2008-08-28 | 2012-10-23 | Mh Solar Co., Ltd. | Electrolysis via vertical multi-junction photovoltaic cell |
US20110247676A1 (en) * | 2008-09-30 | 2011-10-13 | The Regents Of The University Of California | Photonic Crystal Solar Cell |
US8228129B2 (en) * | 2008-11-06 | 2012-07-24 | Raytheon Company | Photonic crystal resonant defect cavities with nano-scale oscillators for generation of terahertz or infrared radiation |
US8261557B2 (en) * | 2008-12-05 | 2012-09-11 | Raytheon Company | Heat transfer devices based on thermodynamic cycling of a photonic crystal with coupled resonant defect cavities |
US8138675B2 (en) * | 2009-02-27 | 2012-03-20 | General Electric Company | Stabilized emissive structures and methods of making |
US9400219B2 (en) * | 2009-05-19 | 2016-07-26 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Metallic layer-by-layer photonic crystals for linearly-polarized thermal emission and thermophotovoltaic device including same |
US20120048322A1 (en) * | 2009-06-19 | 2012-03-01 | Uttam Ghoshal | Device for converting incident radiation into electrical energy |
EP2445986A4 (en) | 2009-06-22 | 2017-09-13 | The Trustees Of Princeton University | Non-crystalline materials having complete photonic, electronic, or phononic band gaps |
IN2012DN01366A (ja) | 2009-07-17 | 2015-06-05 | Sheetak Inc | |
US20110205306A1 (en) * | 2010-02-25 | 2011-08-25 | Vaeth Kathleen M | Reinforced membrane filter for printhead |
US8523327B2 (en) * | 2010-02-25 | 2013-09-03 | Eastman Kodak Company | Printhead including port after filter |
US20110204018A1 (en) * | 2010-02-25 | 2011-08-25 | Vaeth Kathleen M | Method of manufacturing filter for printhead |
US8287101B2 (en) | 2010-04-27 | 2012-10-16 | Eastman Kodak Company | Printhead stimulator/filter device printing method |
US8534818B2 (en) | 2010-04-27 | 2013-09-17 | Eastman Kodak Company | Printhead including particulate tolerant filter |
US8806751B2 (en) | 2010-04-27 | 2014-08-19 | Eastman Kodak Company | Method of manufacturing printhead including polymeric filter |
US8267504B2 (en) | 2010-04-27 | 2012-09-18 | Eastman Kodak Company | Printhead including integrated stimulator/filter device |
US8919930B2 (en) | 2010-04-27 | 2014-12-30 | Eastman Kodak Company | Stimulator/filter device that spans printhead liquid chamber |
US8562120B2 (en) | 2010-04-27 | 2013-10-22 | Eastman Kodak Company | Continuous printhead including polymeric filter |
US8277035B2 (en) | 2010-04-27 | 2012-10-02 | Eastman Kodak Company | Printhead including sectioned stimulator/filter device |
US9116537B2 (en) | 2010-05-21 | 2015-08-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Thermophotovoltaic energy generation |
WO2012012450A1 (en) * | 2010-07-19 | 2012-01-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Discriminating electromagnetic radiation based on angle of incidence |
US8653500B1 (en) * | 2010-09-13 | 2014-02-18 | Sandia Corporation | Volume-scalable high-brightness three-dimensional visible light source |
US8742406B1 (en) | 2011-02-16 | 2014-06-03 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Soft lithography microlens fabrication and array for enhanced light extraction from organic light emitting diodes (OLEDs) |
US10197711B2 (en) * | 2011-05-18 | 2019-02-05 | Ip Equity Management, Llc | Thin-film integrated spectrally-selective plasmonic absorber/ emitter for solar thermophotovoltaic applications |
US8987754B1 (en) * | 2013-09-16 | 2015-03-24 | Sandia Corporation | Highly directional thermal emitter |
MX2017013804A (es) | 2015-06-04 | 2018-03-15 | Halliburton Energy Services Inc | Metodos y sistemas que utilizan elementos informaticos integrados a base de cristal fotonico. |
JP6671654B2 (ja) * | 2016-03-01 | 2020-03-25 | 大阪瓦斯株式会社 | 熱輻射光源 |
KR101937527B1 (ko) * | 2016-05-13 | 2019-01-11 | 전자부품연구원 | 열방사체 및 그의 제조방법 |
US10797633B2 (en) | 2016-11-10 | 2020-10-06 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Thermal emitter for energy conversion technical field |
WO2019143294A1 (en) | 2018-01-22 | 2019-07-25 | Agency For Science, Technology And Research | Optical device, gas sensor, methods of forming and operating the same |
CN108336502B (zh) * | 2018-04-09 | 2020-10-02 | 南京邮电大学 | 一种船锚结构的全介质反射型双频带极化转换器 |
CN112564591B (zh) * | 2020-11-27 | 2022-03-15 | 南京航空航天大学 | 一种热光伏用三维核壳蛋白石结构热辐射器及其制备方法 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4196368A (en) * | 1977-09-07 | 1980-04-01 | Eikonix Corporation | Improving incandescent bulb efficiency |
US5385114A (en) | 1992-12-04 | 1995-01-31 | Milstein; Joseph B. | Photonic band gap materials and method of preparation thereof |
US5406573A (en) * | 1992-12-22 | 1995-04-11 | Iowa State University Research Foundation | Periodic dielectric structure for production of photonic band gap and method for fabricating the same |
US5440421A (en) * | 1994-05-10 | 1995-08-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Three-dimensional periodic dielectric structures having photonic bandgaps |
WO1996029621A1 (en) * | 1995-03-17 | 1996-09-26 | Massachusetts Institute Of Technology | Metallodielectric photonic crystal |
US5814840A (en) * | 1995-06-06 | 1998-09-29 | Purdue Research Foundation | Incandescent light energy conversion with reduced infrared emission |
US5601661A (en) * | 1995-07-21 | 1997-02-11 | Milstein; Joseph B. | Method of use of thermophotovoltaic emitter materials |
DE69632137T2 (de) | 1995-08-03 | 2005-04-14 | Johnson, Edward A., Bedford | Filament für infrarotstrahlung und herstellungsverfahren |
US5997795A (en) * | 1997-05-29 | 1999-12-07 | Rutgers, The State University | Processes for forming photonic bandgap structures |
US6278809B1 (en) | 1997-05-30 | 2001-08-21 | Ion Optics, Inc. | Fiber optic reflectance apparatus for in situ characterization of thin films |
US6274293B1 (en) * | 1997-05-30 | 2001-08-14 | Iowa State University Research Foundation | Method of manufacturing flexible metallic photonic band gap structures, and structures resulting therefrom |
WO1999028729A1 (en) | 1997-12-04 | 1999-06-10 | Ion Optics, Inc. | Gas detection apparatus using a combined infrared source and high temperature bolometer |
US6130780A (en) * | 1998-02-19 | 2000-10-10 | Massachusetts Institute Of Technology | High omnidirectional reflector |
JP3349950B2 (ja) * | 1998-03-20 | 2002-11-25 | 日本電気株式会社 | 波長分波回路 |
US5998298A (en) | 1998-04-28 | 1999-12-07 | Sandia Corporation | Use of chemical-mechanical polishing for fabricating photonic bandgap structures |
US6134043A (en) * | 1998-08-11 | 2000-10-17 | Massachusetts Institute Of Technology | Composite photonic crystals |
US6339030B1 (en) * | 1999-01-05 | 2002-01-15 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Fabrication of photonic band gap materials |
JP3576859B2 (ja) * | 1999-03-19 | 2004-10-13 | 株式会社東芝 | 発光装置及びそれを用いたシステム |
US6358854B1 (en) | 1999-04-21 | 2002-03-19 | Sandia Corporation | Method to fabricate layered material compositions |
US6414332B1 (en) | 1999-11-15 | 2002-07-02 | Sandia Corporation | Media for control of thermal emission and methods of applications thereof |
EP1279053A2 (en) * | 2000-01-28 | 2003-01-29 | The Governing Council Of The University Of Toronto | Photonic bandgap materials based on silicon |
-
2001
- 2001-08-27 US US09/940,962 patent/US6611085B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-04-03 US US10/114,820 patent/US6583350B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-26 CN CNA028170075A patent/CN1550046A/zh active Pending
- 2002-08-26 JP JP2003523023A patent/JP2005501383A/ja active Pending
- 2002-08-26 CA CA002457224A patent/CA2457224A1/en not_active Abandoned
- 2002-08-26 EP EP02770444A patent/EP1423881A4/en not_active Withdrawn
- 2002-08-26 WO PCT/US2002/027623 patent/WO2003019680A1/en not_active Application Discontinuation
-
2003
- 2003-01-23 US US10/350,711 patent/US6869330B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014136671A1 (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | 国立大学法人京都大学 | 熱輻射光源 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6611085B1 (en) | 2003-08-26 |
WO2003019680A1 (en) | 2003-03-06 |
CA2457224A1 (en) | 2003-03-06 |
US6583350B1 (en) | 2003-06-24 |
US20030132705A1 (en) | 2003-07-17 |
EP1423881A1 (en) | 2004-06-02 |
US6869330B2 (en) | 2005-03-22 |
EP1423881A4 (en) | 2007-05-09 |
CN1550046A (zh) | 2004-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005501383A (ja) | フォトニクス加工白熱発光体 | |
JP2005501383A5 (ja) | ||
US6768256B1 (en) | Photonic crystal light source | |
US8044567B2 (en) | Light source incorporating a high temperature ceramic composite and gas phase for selective emission | |
US7722421B2 (en) | High temperature ceramic composite for selective emission | |
US7851985B2 (en) | Article incorporating a high temperature ceramic composite for selective emission | |
JP2008513988A (ja) | 発光ダイオード構造体 | |
EP1599892B1 (en) | High efficiency emitter for incandescent light sources | |
JP2003523636A (ja) | 放射線を発する半導体デバイス及びその製造方法 | |
WO2013099759A1 (ja) | 光源装置、および、フィラメント | |
KR20150134312A (ko) | 단열 평판형 도파로 커플러 변환기 | |
EP1575080B1 (en) | Light-emitting device and use thereof | |
US20070228986A1 (en) | Light source incorporating a high temperature ceramic composite for selective emission | |
CN105870290B (zh) | 发光二极管及其制作方法 | |
US9275846B2 (en) | Light source device and filament | |
CN103636024B (zh) | 包括光学晶格结构的电致发光器件及其制造方法 | |
JP5781766B2 (ja) | 放射放出体およびその製造方法 | |
US20090160314A1 (en) | Emissive structures and systems | |
JP2015158995A (ja) | フィラメント、光源、および、ヒーター | |
US20080231184A1 (en) | Higher efficiency incandescent lighting using photon recycling | |
JP2014143053A (ja) | 光源装置、および、フィラメント | |
US20060124952A1 (en) | Light emitter | |
JP6302651B2 (ja) | 白熱電球およびフィラメント | |
JP6873409B2 (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
CN116632131A (zh) | 具有亚波长抗反射结构的光电器件、相关屏幕和制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050817 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050817 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060519 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060724 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20061018 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20061026 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070117 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080715 |