JP2017105667A - フォトニック結晶の調製方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】昇華法による、炭化珪素、窒化ガリウム、窒化アルミニウムからなる広バンドギャップのフォトニック結晶の製造方法の提供。【解決手段】エッチングにより、表面にサブミクロン隙間１１３を有する種晶１１４を、石墨盤１１１の一面に石墨ゲル１１２を介して貼付けて結晶座１１０とし、温度勾配が設けられた成長室の低温側に結晶座１１０を取りつけ、成長室内の温度、温度勾配、雰囲気及び圧力を制御しながら原料を昇華させることにより、種晶１１４上に結晶を成長させるステップにおいて、サブミクロン隙間１１３において、局部的に高温となる底部から結晶を昇華させることによりサブミクロン隙間１１３を下方に伸長させるとともに、昇華により生成した気体分子を、サブミクロン隙間１１３の局部的に低温となる石墨ゲル１１２の表面に沈着させ、サブミクロン隙間１１３を封止することによりサブミクロン穴を形成させるフォトニック結晶の製造方法。【選択図】図１
Description
本発明は、フォトニック結晶の調製方法に関し、特に、サブミクロン穴を有するフォトニック結晶の調製方法に関するものである。
物理蒸気輸送法(Physical Vapor Transport、PVT)や物理蒸着法(Physical Vapor Deposition、PVD)は、炭化珪素結晶成長の技術であり、チップ量産の技術としても利用される。例えば、米国特許第US5,746,827号の炭化珪素結晶成長の方法があり、それは、物理蒸気輸送法(PVT)で、大寸法の結晶体を成長させる。
また、フォトニック結晶は、二次元や三次元空間においての材料の屈折率や比誘電率を、周期的に変化させる構造であり、上記構造は、原子が、固体結晶体においての配列を模倣するものである。関係する背景技術は、例えば、中華民国特許I318418、8384988等の特許が、殆ど、二次元方式で、三次元構造に類似するものに成長するため、フォトニック結晶が、二次元方向の輸送にしか適用されない。作製の困難度のために、三次元フォトニック結晶は、研究開発上、二次元フォトニック結晶より遅れている。三次元結晶体の作製方式は、わが国や米国に、関連する文献が少なく、その原因のひとつは、今まで、沈積方法で、異なる原子を交互的に多層の層状構造を沈着することが難しい。例えば、米国特許US8384988は、電気化学電圧の方式で原子の沈積を制御し、米国特許US8309113、US7799378は、エッチング除去可能の物質や高分子材料微細粒子を、異なる誘電体同士の充填物として、多層に堆積して三次元構造を形成する。米国特許US7990611、US7919216は、ともに、光学方式でフォトニック結晶を調製し、前者は、レザー光学回折原理を利用して干渉縞を生成して、フォトニック結晶に必要とする周期的な構造を調製し、後者は、光マスク方式で、光マスクに一致するフォトニック結晶の周期的な構造を生成する。電気化学方式やエッチング、光学露光現像及び半導体工程技術等によって作製されたフォトニック結晶材料の特性は、加工やエッチングの容易性がよく、簡単な工程で行うことができるため、材料の選別性が制限される。
本発明者は、上記欠点を解消するため、慎重に研究し、また、学理を活用して、有効に上記欠点を解消でき、設計が合理である本発明を提案する。
フォトニック結晶は、内部に、周期的に配列された異なる誘電体がある。例えば、フォトニック結晶の内部に、周期的に配列された第一誘電体と第二誘電体があり、また、上記第一誘電体に、比較的に高い屈折率n1を有し、上記第二誘電体に、比較的に低い屈折率n2を有し、二つの誘電体の屈折率比が、n1/n2で、この比値が大きければ、誘電体同士の屈折率の差異が大きくなり、上記フォトニック結晶は、より大きい光子バンドギャップを持つ。
フォトニック結晶によく利用される材料は、二酸化珪素であり、その屈折率(n)が、1.45で、また、酸化亜鉛であり、その屈折率(n)が、2.0である。二酸化珪素や酸化亜鉛に比較すると、広バンドギャップ材料は、比較的に高い屈折率を有し、例えば、炭化珪素の屈折率(n)が、2.65で、窒化アルミニウムの屈折率(n)が、2.15で、窒化ガリウムの屈折率(n)が、2.4である。
屈折率(n)が1の近くにある空気を、屈折率が比較的に低い第二誘電体とする場合、第一誘電体の屈折率が大きければ、上記フォトニック結晶は、より大きい屈折率差異を有し、また、より大きい光子バンドギャップを有する。屈折率の比較的に高い広バンドギャップ材料を、上記第一誘電体とする場合、二つ仏の誘電体同士の屈折率差異を高くすることに有利であって、光子バンドギャップが比較的に大きいフォトニック結晶が得られる。
また、広バンドギャップ材料を適用するフォトニック結晶の調製方法を提供することにより、従来の、フォトニック結晶の二つの誘電体同士の屈折率差異が不足である問題を解消できる。
本発明は、上記従来技術の諸欠点を解消するために、フォトニック結晶の調製方法を提供し、それは、
種晶を用意し、上記種晶の一面に対して、エッチングして、表面に、サブミクロン隙間を有する種晶を形成するステップ1と、
石墨盤を用意して、上記石墨盤の一面に石墨ゲルを塗布し、上記石墨ゲルを利用して、上記種晶のサブミクロン隙間を有する一面を、上記石墨盤に貼付け、結晶座が形成されるステップ2と、
上記結晶座を成長室の上方に位置するように、原料を、上記成長室の下方にセットするステップ3と、
加熱装置で、上記成長室内部において、温度場が形成され、上記結晶座が、上記温度場の相対的に低温端に位置して、上記原料が、上記温度場の相対的に高温端に位置するように、上記温度場を制御することにより、上記原料を、固体から気体分子に昇華させるステップ4と、
成長室内の温度や温度場、雰囲気及び圧力を制御し、上記気体分子を、上記種晶に沈着するように、転送させて、フォトニック結晶が形成されるステップ5と、
が含有され、
上記ステップ5においては、上記サブミクロン隙間の局部において、高温になって、上記サブミクロン隙間の底部にある結晶体を、気体分子に昇華させ、上記サブミクロン隙間の深さが深まれて、上記サブミクロン隙間に位置する気体分子が、石墨ゲルの表面に結晶し、上記サブミクロン隙間が封止されて、サブミクロン穴が形成される。
種晶を用意し、上記種晶の一面に対して、エッチングして、表面に、サブミクロン隙間を有する種晶を形成するステップ1と、
石墨盤を用意して、上記石墨盤の一面に石墨ゲルを塗布し、上記石墨ゲルを利用して、上記種晶のサブミクロン隙間を有する一面を、上記石墨盤に貼付け、結晶座が形成されるステップ2と、
上記結晶座を成長室の上方に位置するように、原料を、上記成長室の下方にセットするステップ3と、
加熱装置で、上記成長室内部において、温度場が形成され、上記結晶座が、上記温度場の相対的に低温端に位置して、上記原料が、上記温度場の相対的に高温端に位置するように、上記温度場を制御することにより、上記原料を、固体から気体分子に昇華させるステップ4と、
成長室内の温度や温度場、雰囲気及び圧力を制御し、上記気体分子を、上記種晶に沈着するように、転送させて、フォトニック結晶が形成されるステップ5と、
が含有され、
上記ステップ5においては、上記サブミクロン隙間の局部において、高温になって、上記サブミクロン隙間の底部にある結晶体を、気体分子に昇華させ、上記サブミクロン隙間の深さが深まれて、上記サブミクロン隙間に位置する気体分子が、石墨ゲルの表面に結晶し、上記サブミクロン隙間が封止されて、サブミクロン穴が形成される。
上記の調製方法によれば、さらに、複数回のステップ1-5が繰り返され、それらの過程において、前回のステップ1-5で調製されたフォトニック結晶を、種晶とし、多層のサブミクロン穴を有するフォトニック結晶が形成される。
上記の調製方法によれば、上記種晶と上記原料は、広バンドギャップ材料である。
上記の調製方法によれば、上記広バンドギャップ材料は、炭化珪素や窒化ガリウム或いは窒化アルミニウムである。
上記の調製方法によれば、上記広バンドギャップ材料は、炭化珪素である。
上記の調製方法によれば、上記炭化珪素の表面が、珪素面である。
上記の調製方法によれば、上記ステップ1においては、エッチングによって形成されたサブミクロン隙間の深さが、500μmよりも大きい。
上記の調製方法によれば、上記石墨ゲルは、更に、ドーピング元素が含まれ、上記ステップ5の過程において、上記ドーピング元素が、蒸発し、上記サブミクロン隙間に拡散して、上記サブミクロン隙間に沈着し、上記ドーピング元素が、最終的に、上記サブミクロン穴内に位置する。
上記の調製方法によれば、上記ドーピング元素が、炭素である。
上記の調製方法によれば、上記ドーピング元素が、金属元素である。
本発明によれば、表面にサブミクロン隙間を有する種晶と、物理蒸気輸送システムで広バンドギャップ単結晶体を成長させることとを利用して、空気や特定金属元素を、周期的に広バンドギャップ結晶体の内部に位置させて、フォトニック結晶を形成できる。
本発明に係るフォトニック結晶の調製方法の特徴は、表面にサブミクロン隙間を有する種晶を利用して、温度勾配差異が形成されて、上記サブミクロン隙間の底部にある結晶体が、気体分子に昇華し、上記サブミクロン隙間の深さが深まれて、上記サブミクロン隙間に位置する気体分子が、石墨ゲルの表面に結晶し、種晶は、結晶成長過程において、ドーピング元素を覆い、或いは穴が形成され、そして、二次元や三次元のフォトニック結晶が形成される。
背景技術に比較すれば、本発明に係るフォトニック結晶の調製方法は、広バンドギャップ材料を利用して、フォトニック結晶を調製でき、広バンドギャップ材料に比較的に高い屈折率を有する特性を利用して、調製されたフォトニック結晶が、比較的に大きい光子バンドギャップを有する。
以下、図面を参照しながら、本発明の特徴や技術内容について、詳しく説明するが、それらの図面等は、参考や説明のためであり、本発明は、それによって制限されることが無い。
下記の具体的な実施例を挙げて、本発明の目的や特徴及び効果を、詳しく説明する。
実施例１
実施例１は、下記のステップで、単層サブミクロン穴を有するフォトニック結晶を調製する。
ステップ１は、種晶を用意し、上記種晶の一面に対して、エッチングして、表面に、サブミクロン隙間を有する種晶をを形成するステップである。
実施例１において、上記種晶が、炭化珪素であるが、本発明は、それによって制限されることない。上記種晶は、他の広バンドギャップ材料であってもよく、例えば、窒化アルミニウムや窒化ガリウムである。炭化珪素を種晶とする場合、上記種晶の表面が珪素面であることが好ましい。
ステップ１において、エッチングにより、上記種晶の一面に、サブミクロン隙間からなるサブミクロン図柄を形成することができる。
ステップ１において、上記サブミクロン隙間の深さが、500μmであるが、本発明は、それによって制限されることない。上記サブミクロン隙間は、深さが500μmよりも大きいことが好ましい。
ステップ２は、石墨盤を用意して、上記石墨盤の一面に石墨ゲルを塗布し、上記石墨ゲルを利用して、上記種晶のサブミクロン隙間を有する一面を、上記石墨盤に貼付け、結晶座が形成されるステップである。
ステップ２において調製された結晶座が、図1のようであり、上記結晶座110は、石墨盤111と、上記石墨盤111の一面に塗布された石墨ゲル112と、表面にサブミクロン隙間113を有する種晶114とが含まれ、上記サブミクロン隙間113は、上記石墨ゲル112と上記種晶114の間に位置する。
ステップ３は、上記結晶座を成長室の上方に位置するように、原料を、上記成長室の下方にセットするステップである。
図２のように、上記結晶座110は、成長室120の上方に位置するように、上記原料121が、上記成長室120の下方に設置される。上記成長室120の周りに、加熱装置122があり、上記加熱装置122により、その後のステップにおいて、成長室の内部に温度場が形成される。
実施例１において、上記原料が、炭化珪素であるが、本発明は、それによって制限されることない。上記原料は、他の広バンドギャップ材料でもよく、例えば、窒化アルミニウムや窒化ガリウムである。
ステップ４は、加熱装置で、上記成長室内部において、温度場が形成され、上記結晶座が、上記温度場の相対的に低温端に位置して、上記原料が、上記温度場の相対的に高温端に位置するように、上記温度場を制御することにより、上記原料を、固体から気体分子に昇華させるステップである。
ステップ５は、成長室内の温度や温度場、雰囲気及び圧力を制御し、上記気体分子を、上記種晶に沈着するように、転送させて、フォトニック結晶が形成されるステップであり、ステップ5の過程においては、上記サブミクロン隙間の局部において、高温になって、上記サブミクロン隙間の底部にある結晶体を、気体分子に昇華させ、上記サブミクロン隙間の深さが深まれて、上記サブミクロン隙間に位置する気体分子が、石墨ゲルの表面に結晶し、上記サブミクロン隙間が封止されて、サブミクロン穴が形成される。
図３のように、ステップ5の過程において、上記サブミクロン隙間113の局部が、高温になって、上記サブミクロン隙間の底部にある結晶体が、気体分子に昇華し、上記サブミクロン隙間113の深さが深まれる。
図４のように、上記サブミクロン隙間にある気体分子が、石墨ゲル112の上に結晶して、上記サブミクロン隙間を封止し、サブミクロン穴141が形成される。
実施例２
実施例２は、下記のステップで、二層サブミクロン穴を有するフォトニック結晶を調製する。
ステップ１は、実施例1によって調製されたフォトニック結晶を、種晶とし、上記種晶の一面に対して、エッチングし、表面にサブミクロン隙間を有する種晶が形成される。
実施例２において、上記種晶が、炭化珪素であるが、本発明は、それによって制限されることない。上記種晶は、他の広バンドギャップ材料であってもよく、例えば、窒化アルミニウムや窒化ガリウムである。炭化珪素を種晶とする場合、上記種晶の表面が珪素面であることが好ましい。
ステップ１において、エッチングにより、上記種晶の一面に、サブミクロン隙間からなるサブミクロン図柄を形成することができる。
ステップ１において、上記サブミクロン隙間の深さが、500μmであるが、本発明は、それによって制限されることない。上記サブミクロン隙間は、深さが500μmよりも大きいことが好ましい。
ステップ２は、石墨盤を用意して、上記石墨盤の一面に石墨ゲルを塗布し、上記石墨ゲルを利用して、上記種晶のサブミクロン隙間を有する一面を、上記石墨盤に貼付け、結晶座が形成されるステップである。
ステップ２において調製された結晶座は、図5のようであり、上記結晶座210は、石墨盤211と、上記石墨盤211の一面に塗布された石墨ゲル212と、表面にサブミクロン隙間213を有して、内部に第一層サブミクロン穴241を有する種晶214とが含まれ、上記サブミクロン隙間213は、上記石墨ゲル212と上記種晶214の間に位置する。
ステップ３は、上記結晶座を成長室の上方に位置するように、原料を、上記成長室の下方にセットするステップである。
実施例２に利用される成長室や、成長室にある結晶座と原料の配置方式は、実施例1と同じ。
実施例２において、上記原料が、炭化珪素であるが、本発明は、それによって制限されることない。上記原料は、他の広バンドギャップ材料でもよく、例えば、窒化アルミニウムや窒化ガリウムである。
ステップ４は、加熱装置で、上記成長室内部において、温度場が形成され、上記結晶座が、上記温度場の相対的に低温端に位置して、上記原料が、上記温度場の相対的に高温端に位置するように、上記温度場を制御することにより、上記原料を、固体から気体分子に昇華させるステップである。
ステップ５は、成長室内の温度や温度場、雰囲気及び圧力を制御し、上記気体分子を、上記種晶に沈着するように、転送させて、フォトニック結晶が形成されるステップであり、ステップ5の過程においては、上記サブミクロン隙間の局部において、高温になって、上記サブミクロン隙間の底部にある結晶体を、気体分子に昇華させ、上記サブミクロン隙間の深さが深まれて、上記サブミクロン隙間に位置する気体分子が、石墨ゲルの表面に結晶し、上記サブミクロン隙間が封止されて、サブミクロン穴が形成される。
図６のように、ステップ5の過程において、上記サブミクロン隙間213の局部が、高温になって、上記サブミクロン隙間の底部にある結晶体が、気体分子に昇華し、上記サブミクロン隙間213の深さが深まれる。
図７のように、上記サブミクロン隙間にある気体分子が、石墨ゲル212の上に結晶して、上記サブミクロン隙間を封止し、第二層サブミクロン穴242が形成される。
実施例２は、実施例1によって調製されたフォトニック結晶を種晶として、実施例1のステップ1-5を行い、二層サブミクロン穴を有するフォトニック結晶を調製する。本発明は、それによって制限されることなく、更に、複数回に、ステップ1-5を繰り返してもよく、繰り返す過程においては、前回のステップ1-5によって調製されたフォトニック結晶を種晶として、多層のサブミクロン穴を有するフォトニック結晶を形成でき、これにより、完備の二次元や三次元フォトニック結晶構造が得られる。
実施例３
実施例３は、下記のステップで、1層サブミクロン穴を有し、穴にドーピング元素が位置するフォトニック結晶が調製される。
ステップ１は、種晶を用意し、上記種晶の一面に対して、エッチングして、表面に、サブミクロン隙間を有する種晶をを形成するステップである。
実施例３において、上記種晶が、炭化珪素であるが、本発明は、それによって制限されることない。上記種晶は、他の広バンドギャップ材料であってもよく、例えば、窒化アルミニウムや窒化ガリウムである。炭化珪素を種晶とする場合、上記種晶の表面が珪素面であることが好ましい。
ステップ１において、エッチングにより、上記種晶の一面に、サブミクロン隙間からなるサブミクロン図柄を形成することができる。
ステップ１において、上記サブミクロン隙間の深さが、500μmであるが、本発明は、それによって制限されることない。上記サブミクロン隙間は、深さが500μmよりも大きいことが好ましい。
ステップ２は、石墨盤を用意して、上記石墨盤の一面に石墨ゲルを塗布し、上記石墨ゲルを利用して、上記種晶のサブミクロン隙間を有する一面を、上記石墨盤に貼付け、結晶座が形成されるステップである。実施例1に比較すると、実施例3の石墨ゲルは、更に、ドーピング元素が含まれる。
実施例３において、上記ドーピング元素が、炭素であるが、本発明は、それによって制限されることない。上記ドーピング元素は、金属元素でもよい。
ステップ２において調製された結晶座が、図8のようであり、上記結晶座310は、石墨盤311と、上記石墨盤311の一面に塗布された石墨ゲル312と、上記石墨ゲル312に含まれたドーピング元素343と、表面にサブミクロン隙間313を有する種晶314とが含まれ、上記サブミクロン隙間313は、上記石墨ゲル312と上記種晶314の間に位置する。
ステップ３は、上記結晶座を成長室の上方に位置するように、原料を、上記成長室の下方にセットするステップである。
実施例３に利用される成長室や、成長室にある結晶座と原料の配置方式は、実施例1と同じ。
実施例３において、上記原料が、炭化珪素であるが、本発明は、それによって制限されることない。上記原料は、他の広バンドギャップ材料でもよく、例えば、窒化アルミニウムや窒化ガリウムである。
ステップ４は、加熱装置で、上記成長室内部において、温度場が形成され、上記結晶座が、上記温度場の相対的に低温端に位置して、上記原料が、上記温度場の相対的に高温端に位置するように、上記温度場を制御することにより、上記原料を、固体から気体分子に昇華させるステップである。
ステップ５は、成長室内の温度や温度場、雰囲気及び圧力を制御し、上記気体分子を、上記種晶に沈着するように、転送させて、フォトニック結晶が形成されるステップであり、ステップ5の過程においては、上記サブミクロン隙間の局部において、高温になって、上記サブミクロン隙間の底部にある結晶体を、気体分子に昇華させ、上記サブミクロン隙間の深さが深まれて、上記サブミクロン隙間に位置する気体分子が、石墨ゲルの表面に結晶し、上記サブミクロン隙間が封止されて、サブミクロン穴が形成される。
図９のように、ステップ5の過程において、上記サブミクロン隙間313の局部が、高温になって、上記サブミクロン隙間の底部にある結晶体が、気体分子に昇華し、上記サブミクロン隙間313の深さが深まれ、同時に、上記ドーピング元素343が、上記サブミクロン隙間313において、蒸発して拡散される。
図１０のように、上記サブミクロン隙間にある気体分子が、石墨ゲル312の上に結晶して、上記サブミクロン隙間を封止し、サブミクロン穴341が形成され、上記ドーピング元素343は、上記サブミクロン隙間に沈着して、上記サブミクロン穴341の中に位置する。
本発明に係るフォトニック結晶の調製方法は、ステップ5の過程において、サブミクロン隙間の部位が、周りにある結晶体材料よりも、比較的に低い熱伝達率を有するため、上記種晶のサブミクロン隙間を有する一面の熱伝達率が、サブミクロン隙間に形成されたサブミクロン図柄によって変化する。上記種晶は、サブミクロン隙間の部位において、熱伝達率がよくないため、比較的に高い温度になる。ステップ5の過程において、サブミクロン隙間の局部が、高温になって、サブミクロン隙間の底部ある結晶体が、気体分子に昇華し、上記サブミクロン隙間の深さが深まれる。また、上記サブミクロン隙間において、石墨ゲルの近くにある気体分子が、温度の低下とともに、石墨ゲルの表面に結晶し、上記サブミクロン隙間を封止して、サブミクロン穴が形成される。
本発明は、更に、熱シミュレーションで、本発明の表面にサブミクロン隙間を有する種晶に対して、成長室の温度場によって加熱された後の温度変化を解析する。また、同じ方法で、表面にサブミクロン隙間を有しない種晶に対して、成長室の温度場によって加熱された後の温度変化を、対照として、解析する。
図１１は、本発明の表面にサブミクロン隙間を有する種晶の等温線シミュレーション図である。図１１から分かるように、上記種晶は、成長室の温度場によって加熱された後、サブミクロン隙間の近くの温度が、隣り合う結晶体の温度よりもやや高い。図１１において、等温線の高さが高ければ、上記領域の温度分布が、より不均一的になり、種晶と石墨ゲルとの貼付け箇に周期的にサブミクロン隙間があれば、明白的に温度変化が発生する。図１１から、本発明のステップ5の過程において、上記サブミクロン隙間領域と、隣り合う結晶体領域との間に、温度差異が存在することが分かる。本発明は、このような温度差異で、上記種晶に対して、ステップ5の過程において、その内部にサブミクロン穴を形成し、そして、上記サブミクロン穴に、ドーピング元素を位置させる。
図１２は、表面にサブミクロン隙間を有しない種晶の等温線シミュレーション図である。図１１と図１２とを対照すれば、図１１に比較すると、図１２の種晶の表面付近の等温線が緩和であるため、種晶の表面にサブミクロン隙間を有しない場合、その表面温度が、明白的に変化しないことが分かる。
そのため、本発明は、より進歩的かつより実用的で、法に従って実用新案登録請求を出願する。
以上は、ただ、本発明のより良い実施例であり、本発明は、それによって制限されることが無く、本発明に係わる特許請求の範囲や明細書の内容に基づいて行った等価の変更や修正は、全てが、本発明の特許請求の範囲内に含まれる。
110 結晶座
111 石墨盤
112 石墨ゲル
113 サブミクロン隙間
114 種晶
120 成長室
121 原料
122 加熱装置
141 サブミクロン穴
210 結晶座
211 石墨盤
212 石墨ゲル
213 サブミクロン隙間
214 種晶
241 第一層サブミクロン穴
242 第二層サブミクロン穴
310 結晶座
311 石墨盤
312 石墨ゲル
313 サブミクロン隙間
314 種晶
341 サブミクロン穴
343 ドーピング元素
111 石墨盤
112 石墨ゲル
113 サブミクロン隙間
114 種晶
120 成長室
121 原料
122 加熱装置
141 サブミクロン穴
210 結晶座
211 石墨盤
212 石墨ゲル
213 サブミクロン隙間
214 種晶
241 第一層サブミクロン穴
242 第二層サブミクロン穴
310 結晶座
311 石墨盤
312 石墨ゲル
313 サブミクロン隙間
314 種晶
341 サブミクロン穴
343 ドーピング元素
上記の調製方法によれば、上記種晶と上記原料は、バンドギャップ材料である。
上記の調製方法によれば、上記ステップ1においては、エッチングによって形成されたミクロン隙間の深さが、500μmよりも大きい。
ステップ１において、上記ミクロン隙間の深さが、500μmであるが、本発明は、それによって制限されることない。上記ミクロン隙間は、深さが500μmよりも大きいことが好ましい。
@@@@@@end
3
@@@@@@end
3
Claims (7)
- 種晶を用意し、上記種晶の一面に対して、エッチングして、表面に、サブミクロン隙間を有する種晶を形成するステップ1と、
石墨盤を用意して、上記石墨盤の一面に石墨ゲルを塗布し、上記石墨ゲルを利用して、上記種晶のサブミクロン隙間を有する一面を、上記石墨盤に貼付け、結晶座が形成されるステップ2と、
上記結晶座を成長室の上方に位置するように、原料を、上記成長室の下方にセットするステップ3と、
加熱装置で、上記成長室内部において、温度場が形成され、上記結晶座が、上記温度場の相対的に低温端に位置して、上記原料が、上記温度場の相対的に高温端に位置するように、上記温度場を制御することにより、上記原料を、固体から気体分子に昇華させるステップ4と、
上記成長室内の温度や温度場、雰囲気及び圧力を制御し、上記気体分子を、上記種晶に沈着するように、転送させて、フォトニック結晶が形成されるステップ5と、
が含有され、
上記ステップ5においては、上記サブミクロン隙間の局部において、高温になって、上記サブミクロン隙間の底部にある結晶体を、気体分子に昇華させ、上記サブミクロン隙間の深さが深まれて、上記サブミクロン隙間に位置する気体分子が、石墨ゲルの表面に結晶し、上記サブミクロン隙間が封止されて、サブミクロン穴が形成される、
ことを特徴とするフォトニック結晶の調製方法。 - さらに、複数回のステップ1-5が繰り返され、それらの過程において、前回のステップ1-5で調製されたフォトニック結晶を、種晶とし、多層のサブミクロン穴を有するフォトニック結晶が形成される、ことを特徴とする請求項１に記載のフォトニック結晶の調製方法。
- 上記種晶と上記原料は、広バンドギャップ材料である、ことを特徴とする請求項１に記載のフォトニック結晶の調製方法。
- 上記広バンドギャップ材料は、炭化珪素や窒化ガリウム或いは窒化アルミニウムである、ことを特徴とする請求項３に記載のフォトニック結晶の調製方法。
- 上記広バンドギャップ材料は、炭化珪素であり、上記炭化珪素の表面が、珪素面である、ことを特徴とする請求項４に記載のフォトニック結晶の調製方法。
- 上記ステップ1においては、エッチングによって形成されたサブミクロン隙間の深さが、500μmよりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載のフォトニック結晶の調製方法。
- 上記石墨ゲルは、更に、ドーピング元素が含まれ、上記ステップ5の過程において、上記ドーピング元素が、蒸発し、上記サブミクロン隙間に拡散して、上記サブミクロン隙間に沈着し、上記ドーピング元素が、最終的に、上記サブミクロン穴内に位置し、上記ドーピング元素が、炭素や金属元素である、ことを特徴とする請求項１に記載のフォトニック結晶の調製方法。
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| CN108099433A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-01 | 苏州中科纳福材料科技有限公司 | 反蛋白石结构防伪转印膜的制备方法 |
| CN108099435A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-01 | 苏州中科纳福材料科技有限公司 | 反蛋白石结构防伪转印膜 |
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-
2015
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| CN108099433A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-01 | 苏州中科纳福材料科技有限公司 | 反蛋白石结构防伪转印膜的制备方法 |
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