JPH03217827A - 非線形光学材料の製造方法 - Google Patents
非線形光学材料の製造方法Info
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- JPH03217827A JPH03217827A JP1245390A JP1245390A JPH03217827A JP H03217827 A JPH03217827 A JP H03217827A JP 1245390 A JP1245390 A JP 1245390A JP 1245390 A JP1245390 A JP 1245390A JP H03217827 A JPH03217827 A JP H03217827A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は光変調、光周波数変換、光双安定、位相共役光
学等の光学素子材料として有用な非線形光学材料の製造
方法に関する。
学等の光学素子材料として有用な非線形光学材料の製造
方法に関する。
(従来の技術)
従来、非線形光学材料は、強い第2高調波発生(SHG
>及び第3高調波発生(THGIを示し、光バラメトリ
ック発振やラマンレーザー等、新規な光学機器用材料と
して注目されている。
>及び第3高調波発生(THGIを示し、光バラメトリ
ック発振やラマンレーザー等、新規な光学機器用材料と
して注目されている。
その例としては,光学フィルターとして使用されている
CdS或いはCdSxSe+−x等の半導体材料の微細
な結晶をガラスマトリックス中に分散させたもの、Ga
As等の半導体超格子膜、メチルニトロアニリン、ボリ
ジアセチレン等の有機材料が挙げられる。
CdS或いはCdSxSe+−x等の半導体材料の微細
な結晶をガラスマトリックス中に分散させたもの、Ga
As等の半導体超格子膜、メチルニトロアニリン、ボリ
ジアセチレン等の有機材料が挙げられる。
その中で半導体超格子膜或いは半導体超微粒子分散材は
、量子閉じ込め効果により室温で励起子が安定化され、
大きな非線形効果が期待されている. ?に、半導体超微粒子分散材は3次元の閉じ込め効果に
より、より大きな非線形効果が期待され、多くの研究例
がある。
、量子閉じ込め効果により室温で励起子が安定化され、
大きな非線形効果が期待されている. ?に、半導体超微粒子分散材は3次元の閉じ込め効果に
より、より大きな非線形効果が期待され、多くの研究例
がある。
(発明が解決しようとしている問題点)半導体超微粒子
をガラス等の分散媒体中に均一に分散する手段としては
、 (1)ガラスと半導体材料(例えば、CdS、CdSえ
Se+−x等)を高温で溶融させた後、急冷し、更に6
00〜700℃の温度で再熱処理を行い、ガラス中のイ
オン(例えば、Cdイオン、Sイオン、Seイオン等)
の拡散と再凝集によって微結晶を成長させる方法が一般
的である。
をガラス等の分散媒体中に均一に分散する手段としては
、 (1)ガラスと半導体材料(例えば、CdS、CdSえ
Se+−x等)を高温で溶融させた後、急冷し、更に6
00〜700℃の温度で再熱処理を行い、ガラス中のイ
オン(例えば、Cdイオン、Sイオン、Seイオン等)
の拡散と再凝集によって微結晶を成長させる方法が一般
的である。
この他には、
(2)半導体材料とGeO■とSiO■等を同時スパッ
タリングする方法。
タリングする方法。
(3)多孔質ガラスにCdS等のコロイド溶液を浸し、
熱処理する方法等が挙げられる。
熱処理する方法等が挙げられる。
しかし上記(1)〜(3)の方法では高温処理を必要と
したり、半導体超微粒子のガラス中への充填率を上げに
《いという欠点がある。又、超微粒子材料である半導体
材料として使えるものに制限がある。
したり、半導体超微粒子のガラス中への充填率を上げに
《いという欠点がある。又、超微粒子材料である半導体
材料として使えるものに制限がある。
従って本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し
、大きな非線形光学効果を有し、光変調、光周波数変換
、光双安定、位相共役光学等として有用な光学材料を容
易に提供することである。
、大きな非線形光学効果を有し、光変調、光周波数変換
、光双安定、位相共役光学等として有用な光学材料を容
易に提供することである。
(問題点を解決する為の手段)
上記目的は以下の本発明によって達成される。
即ち、本発明は、半導体超微粒子とSi超微粒子とを任
意に混合して膜状に堆積後、上記Si超微粒子を後処理
して絶縁体化することを特徴とする非線形光学材料の製
造方法である。
意に混合して膜状に堆積後、上記Si超微粒子を後処理
して絶縁体化することを特徴とする非線形光学材料の製
造方法である。
(作 用)
半導体超微粒子とSi超微粒子とを任意に混合堆積して
膜を形成し、その後に上記Si超微粒子を後処理により
絶縁体化することによって非線形光学効果に優れた光学
材料を容易に提供することが出来る。
膜を形成し、その後に上記Si超微粒子を後処理により
絶縁体化することによって非線形光学効果に優れた光学
材料を容易に提供することが出来る。
(好ましい実施態様)
次に添付図面を参照して本発明の好ましい実施態様を説
明する. 第1図に本発明による混合堆積膜の概念図を示す。図中
の1は半導体超微粒子、2はSi超微粒子、3は基板を
示す。又、第2図にSi超微粒子の酸化処理等の処理後
の概念図を示す。図中の1は半導体超微粒子を、2′は
Si超微粒子を酸化処理して生じたSiの薄膜を示し、
3は基板を示す。
明する. 第1図に本発明による混合堆積膜の概念図を示す。図中
の1は半導体超微粒子、2はSi超微粒子、3は基板を
示す。又、第2図にSi超微粒子の酸化処理等の処理後
の概念図を示す。図中の1は半導体超微粒子を、2′は
Si超微粒子を酸化処理して生じたSiの薄膜を示し、
3は基板を示す。
本発明における半導体超微粒子の大きさは、200人以
下、好まし《は100人以下、更に好ましくは50人以
下がよく、材料の種類によって異なるが、粒子内に励起
子が安定に存在する大きさが必要である。粒径が量子閉
じ込め効果と密接に関係する為、粒径のばらつきは出来
る限り小さいことが望まれる。
下、好まし《は100人以下、更に好ましくは50人以
下がよく、材料の種類によって異なるが、粒子内に励起
子が安定に存在する大きさが必要である。粒径が量子閉
じ込め効果と密接に関係する為、粒径のばらつきは出来
る限り小さいことが望まれる。
又、Si超微粒子の大きさは絶縁体化処理し易い大きさ
が好ましい。よって基本的には小さい方が表面積が大き
いので好ましいが、あまり小さすぎると緻密になりすぎ
て絶縁体化処理が逆に困難になる場合もある。具体的に
は、200人〜10人の範囲、好ましくは100人〜2
0人の範囲である。又、絶縁体化処理のばらつきをなく
す為、粒径のばらつきは小さい方が好ましい。
が好ましい。よって基本的には小さい方が表面積が大き
いので好ましいが、あまり小さすぎると緻密になりすぎ
て絶縁体化処理が逆に困難になる場合もある。具体的に
は、200人〜10人の範囲、好ましくは100人〜2
0人の範囲である。又、絶縁体化処理のばらつきをなく
す為、粒径のばらつきは小さい方が好ましい。
次に本発明で使用する超微粒子材料について説明する。
本発明で使用するSi超微粒子は、後処理により絶縁体
化し易い物が適している。又、Siを主成分とするが、
Geや炭素等の不純物を含んでいても問題はない。又、
単結晶でなくてもよいことは勿論、多結晶やアモルファ
スの形態でも勿論よい。
化し易い物が適している。又、Siを主成分とするが、
Geや炭素等の不純物を含んでいても問題はない。又、
単結晶でなくてもよいことは勿論、多結晶やアモルファ
スの形態でも勿論よい。
又、経験的には後述する作成方法の如く、キャリアガス
に水素を用いて生成後のSi超微粒子に水素を多く含ま
せた方が酸化し易く、絶縁体化し易いので好ましい。更
に水素含有量は経験的に10atm%以上、好ましくは
20atm%以上である。
に水素を用いて生成後のSi超微粒子に水素を多く含ま
せた方が酸化し易く、絶縁体化し易いので好ましい。更
に水素含有量は経験的に10atm%以上、好ましくは
20atm%以上である。
一方、半導体超微粒子材料としては、CdSやCdSx
Set−x等のII−Vl化合物、GaAs等のm−v
族化合物、CuC1等のI一■族化合物或いは化学量論
組成を外れた酸化物、窒化物等の半導体の性質を有する
ものである。更に、ナフタレン、ビレン、アントラセン
等の有機半導体でも勿論よい。又、IV族元素でも勿論
よいが,後述する絶縁体化処理に耐えられるもの(例え
ば、Siなら水素量の少ないもの)でなければならない
。
Set−x等のII−Vl化合物、GaAs等のm−v
族化合物、CuC1等のI一■族化合物或いは化学量論
組成を外れた酸化物、窒化物等の半導体の性質を有する
ものである。更に、ナフタレン、ビレン、アントラセン
等の有機半導体でも勿論よい。又、IV族元素でも勿論
よいが,後述する絶縁体化処理に耐えられるもの(例え
ば、Siなら水素量の少ないもの)でなければならない
。
又、本発明で使用する半導体超微粒子材料は、後処理に
よりSi超微粒子を絶縁体化するので、酸化等の後処理
に対して強い材料であることが好ましい。
よりSi超微粒子を絶縁体化するので、酸化等の後処理
に対して強い材料であることが好ましい。
又、半導体材料は単独で用いてもよいし、複数を混合し
て用いることも可能である。更に微量なら不純物元素が
含有されていてもよい。
て用いることも可能である。更に微量なら不純物元素が
含有されていてもよい。
尚、上記に代表的な材料の例を挙げたが、本発明はこれ
に限られるものではない。
に限られるものではない。
次に、本発明におけるSi超微粒子及び半導体超微粒子
からなる混合堆積膜の作成方法について説明する。
からなる混合堆積膜の作成方法について説明する。
先ず、Si超微粒子を形成する手段としては、般に使用
される超微粒子作成の種々の方法が使用可能である。例
えば、ガス材料をプラズマ或いは熱分解する方法、スパ
ッタリング法或いはガス中蒸発法等が挙げられるが、本
発明におけるSi超微粒子の形成方法としては、プラズ
マによるガス分解法やスパッタリング法が適している。
される超微粒子作成の種々の方法が使用可能である。例
えば、ガス材料をプラズマ或いは熱分解する方法、スパ
ッタリング法或いはガス中蒸発法等が挙げられるが、本
発明におけるSi超微粒子の形成方法としては、プラズ
マによるガス分解法やスパッタリング法が適している。
一方、半導体超微粒子を形成する手段としては、材料に
より作成方法が異なるが、ガス材料をプラズマ或いは熱
分解する方法、スパッタリング法或いはガス中蒸発法が
適している。
より作成方法が異なるが、ガス材料をプラズマ或いは熱
分解する方法、スパッタリング法或いはガス中蒸発法が
適している。
具体的にはCdS等や有機半導体等の場合にはガス中蒸
発法、GaAs等の場合にはプラズマCVD法が適して
いる。
発法、GaAs等の場合にはプラズマCVD法が適して
いる。
更に、本発明における微粒子の粒径コントロール法及び
半導体超微粒子の充填率の調整について説明する。
半導体超微粒子の充填率の調整について説明する。
先ず、粒径コントロール法は、プラズマCVD法でSi
超微粒子を形成する場合には、原料ガスの流量及び原料
ガス/キャリアガスの比等を変化させることにより粒径
コントロールが可能である。
超微粒子を形成する場合には、原料ガスの流量及び原料
ガス/キャリアガスの比等を変化させることにより粒径
コントロールが可能である。
一方、プラズマCVD法で半導体超微粒子を形成する場
合には、上記と同様の方法で粒径コントロール可能であ
り、又、ガス中蒸発法で形成する場合には、キャリアガ
スの種類及び圧力、更に投入電力等で粒径コントロール
が可能である。
合には、上記と同様の方法で粒径コントロール可能であ
り、又、ガス中蒸発法で形成する場合には、キャリアガ
スの種類及び圧力、更に投入電力等で粒径コントロール
が可能である。
又、粒径をコントロールすると、超微粒子作成の成膜速
度が変化するので充填率も同時に調整可能である。尚、
粒径コントロール法は上記以外の方法でも勿論よい。
度が変化するので充填率も同時に調整可能である。尚、
粒径コントロール法は上記以外の方法でも勿論よい。
半導体超微粒子とSi超微粒子との混合法としては、S
i超微粒子と半導体超微粒子とを夫々別途作成し、その
後混合することも可能であるが、超微粒子は一般に凝集
し易い為に一度捕集した超微粒子を再度混合し、分散さ
せることは極めて困難である。又、超微粒子の表面積は
非常に大きい為、捕集の際に化学反応等を起こすことも
ある。従って、初めからSiと半導体との超微粒子を形
成すると同時に混合しつつ捕集することが望ましい。
i超微粒子と半導体超微粒子とを夫々別途作成し、その
後混合することも可能であるが、超微粒子は一般に凝集
し易い為に一度捕集した超微粒子を再度混合し、分散さ
せることは極めて困難である。又、超微粒子の表面積は
非常に大きい為、捕集の際に化学反応等を起こすことも
ある。従って、初めからSiと半導体との超微粒子を形
成すると同時に混合しつつ捕集することが望ましい。
第3図は、本発明において混合超微粒子堆積膜を作成す
る装置の一例であり、その概略平面図である。第3図に
おいて4は、超微粒子を基板3上に回収する為の捕集室
である。11はSi超微粒子を作成する室であり、本装
置はSi超微粒子をマイクロ波によるガス分解法で生成
する例であり、11は円筒の空胴共振器を兼ねている。
る装置の一例であり、その概略平面図である。第3図に
おいて4は、超微粒子を基板3上に回収する為の捕集室
である。11はSi超微粒子を作成する室であり、本装
置はSi超微粒子をマイクロ波によるガス分解法で生成
する例であり、11は円筒の空胴共振器を兼ねている。
捕集室4と空胴共振器11とは排気ボンブ5によって真
空排気される。
空排気される。
原料ガスは流量調整器l6により適当な流量で空胴共振
器11に導入される。原料ガスはSiの金属水素化物、
金属カルボニル、金属ハロゲン化物、アルコキシド等の
ガス或いは蒸気が単独若し《はH2、He, Ar.
Ne等のキャリアガスとの混合ガスとして用いられる。
器11に導入される。原料ガスはSiの金属水素化物、
金属カルボニル、金属ハロゲン化物、アルコキシド等の
ガス或いは蒸気が単独若し《はH2、He, Ar.
Ne等のキャリアガスとの混合ガスとして用いられる。
空胴共振器l1に導入された原料ガスは石英ガラスの窓
14を通して投入したマイクロ波により分解され、凝集
してSi超微粒子を生成する。生成した超微粒子はノズ
ル15を通し、キャリアガス或いは未分解原料ガスと共
に捕集室4内にSi超微粒子ビームl7となり噴8する
。
14を通して投入したマイクロ波により分解され、凝集
してSi超微粒子を生成する。生成した超微粒子はノズ
ル15を通し、キャリアガス或いは未分解原料ガスと共
に捕集室4内にSi超微粒子ビームl7となり噴8する
。
一方、半導体超微粒子は26からAr, He. Ne
等のキャリアガスの流量を調節して導入しつつ、半導体
材料が入った蒸発源23を加熱し、半導体超微粒子作製
室21内のガス中で凝集することにより作成される。こ
の半導体超微粒子は25のノズルを通して3の基板上に
Si超微粒子と同時に混合堆積する。
等のキャリアガスの流量を調節して導入しつつ、半導体
材料が入った蒸発源23を加熱し、半導体超微粒子作製
室21内のガス中で凝集することにより作成される。こ
の半導体超微粒子は25のノズルを通して3の基板上に
Si超微粒子と同時に混合堆積する。
空胴共振器11又は半導体超微粒子作製室21と捕集室
4との接続部にノズルを設けることは必須ではないが、
これを設けることにより空胴共振器等と捕集室との圧力
に差をつけ、勢いよ《超微粒子を基板3上に噴きつける
ことが可能となり、超微粒子の付着力の向上と堆積膜の
密度の向上が計られる。特にノズル15、25を縮小部
と拡大部を有する縮小拡大ノズルとすれば、第3図に示
す様に超微粒子は広がりの少ないビーム状(17、27
)となり、効率よく且つ高速で基板3上に混合堆積させ
ることが出来る。尚、大面積基板上に混合堆積膜を作成
する場合には基板3を可動とする。
4との接続部にノズルを設けることは必須ではないが、
これを設けることにより空胴共振器等と捕集室との圧力
に差をつけ、勢いよ《超微粒子を基板3上に噴きつける
ことが可能となり、超微粒子の付着力の向上と堆積膜の
密度の向上が計られる。特にノズル15、25を縮小部
と拡大部を有する縮小拡大ノズルとすれば、第3図に示
す様に超微粒子は広がりの少ないビーム状(17、27
)となり、効率よく且つ高速で基板3上に混合堆積させ
ることが出来る。尚、大面積基板上に混合堆積膜を作成
する場合には基板3を可動とする。
以上代表的な堆積膜の作成方法を挙げたが、これら以外
の方法で作成しても勿論よい。
の方法で作成しても勿論よい。
次に上記の様にして作成した混合堆積膜を後処理してS
i超微粒子を絶縁体化する。絶縁体化の代表例としては
酸化処理が挙げられるが、これはSi超微粒子が酸化さ
れて酸素をとり込み,その体積が増加する際に隣のSi
微粒子と凝集結合し、結果的にSiの薄膜となって絶縁
体化するものと考えられる。
i超微粒子を絶縁体化する。絶縁体化の代表例としては
酸化処理が挙げられるが、これはSi超微粒子が酸化さ
れて酸素をとり込み,その体積が増加する際に隣のSi
微粒子と凝集結合し、結果的にSiの薄膜となって絶縁
体化するものと考えられる。
以下に代表的な酸化方法を示すが、これ以外の方法でも
勿論よいし、又、酸化以外の絶縁体化でも勿論よい。
勿論よいし、又、酸化以外の絶縁体化でも勿論よい。
■水蒸気中での処理。
■水或いはMCI水溶液等の様な水溶液中での処理。
■酸素プラズマの存在する雰囲気中での処理。
■酸素雰囲気中での酸化処理又は酸素雰囲気中での加熱
酸化処理。
酸化処理。
上述の方法により構成される半導体超微粒子含有薄膜は
、光学吸収特性として励起子による強い吸収が見られる
。このことは、本発明の方法により作製される半導体超
微粒子含有薄膜が量子閉じ込め効果を有することを示す
。
、光学吸収特性として励起子による強い吸収が見られる
。このことは、本発明の方法により作製される半導体超
微粒子含有薄膜が量子閉じ込め効果を有することを示す
。
(実施例)
以下に実施例を挙げ、本発明をより詳細に説明する。
実施例1
第3図に示す装置を用いて、半導体材料としてCdSを
用い、Siとの混合超微粒子膜を基板である石英ガラス
3上に作成した。
用い、Siとの混合超微粒子膜を基板である石英ガラス
3上に作成した。
CdS超微粒子は蒸発源23にCdSを入れ、半導体微
粒子作製室21内にキャリャーガスとしてHeガスを1
0Torrになる様に、流量調整器26により調整して
供給しつつ、CdSを加熱蒸発して作成した。
粒子作製室21内にキャリャーガスとしてHeガスを1
0Torrになる様に、流量調整器26により調整して
供給しつつ、CdSを加熱蒸発して作成した。
一方、それと同時にSi超微粒子を作成する為に、原料
ガスとしてSiH4を3 SCCM、キャリアガスとし
てH,を15osccMずつ流量調整器16により調整
しつつ空胴共振器11に供給した。
ガスとしてSiH4を3 SCCM、キャリアガスとし
てH,を15osccMずつ流量調整器16により調整
しつつ空胴共振器11に供給した。
石英ガラス窓14を通し2.45GHzのマイクロ波を
空胴共振器11に投入して原料ガスを分解し、Si超微
粒子を生成した。尚、マイクロ波電圧は150Wとした
。
空胴共振器11に投入して原料ガスを分解し、Si超微
粒子を生成した。尚、マイクロ波電圧は150Wとした
。
以上の条件で作成した基板3上の超微粒子混合堆積膜は
、10分間で3μmの膜厚であった。
、10分間で3μmの膜厚であった。
次に上記混合堆積膜中のSi超微粒子を絶縁体化する為
に、温度90℃及び湿度90%の条件下に100時間放
置した。この処理によりSi超微粒子は酸化され、且つ
酸化する際に粒子が凝集しSiの薄膜となった。更に水
分を除去する為に350℃及び3時間の加熱処理を行っ
た。
に、温度90℃及び湿度90%の条件下に100時間放
置した。この処理によりSi超微粒子は酸化され、且つ
酸化する際に粒子が凝集しSiの薄膜となった。更に水
分を除去する為に350℃及び3時間の加熱処理を行っ
た。
又、上記Si超微粒子中の水素含有量を単独で堆積させ
た膜について調べたところ、25atm%であった。
た膜について調べたところ、25atm%であった。
実施例2
第3図に示す装置の蒸発源23を、プラズマCVDユニ
ットにとりかえ(図省略)、半導体としてGaAsを用
い、Siとの混合超微粒子膜を石英ガラス上に作成した
。
ットにとりかえ(図省略)、半導体としてGaAsを用
い、Siとの混合超微粒子膜を石英ガラス上に作成した
。
GaA s超微粒子は原料ガスとしてアルシン10S(
:CM、トリメチルガリウム2 3CCM、キャリアガ
スとしてH2を9 0 SCCMずつ空胴共振器内に供
給した。石英ガラス窓を通し、2.45GHzのマイク
ロ波を空胴共振器に投入して原料ガスを分解し、GaA
s半導体超微粒子を作成した。
:CM、トリメチルガリウム2 3CCM、キャリアガ
スとしてH2を9 0 SCCMずつ空胴共振器内に供
給した。石英ガラス窓を通し、2.45GHzのマイク
ロ波を空胴共振器に投入して原料ガスを分解し、GaA
s半導体超微粒子を作成した。
一方、それと同時に実施例1と同じ方法で原料ガスにS
IH4を2 SCCM、キャリアガスとしてH2を9
8 SCCM供給しつつ、マイクロ波電圧を120Wと
してSi超微粒子を作成した。
IH4を2 SCCM、キャリアガスとしてH2を9
8 SCCM供給しつつ、マイクロ波電圧を120Wと
してSi超微粒子を作成した。
以上の条件で作成した基板3上の超微粒子混合堆積膜は
12分間で2μmの膜厚であった。
12分間で2μmの膜厚であった。
次に上記混合堆積膜中のSi超微粒子を絶縁体化する為
に、温度80℃及び湿度85%の条件下に50時間放置
した。この処理によりSi超微粒子は酸化され、且つ酸
化する際に粒子が凝集しSiの薄膜となった。更に、水
分を飛ばす為250℃及び4時間の加熱処理を行った。
に、温度80℃及び湿度85%の条件下に50時間放置
した。この処理によりSi超微粒子は酸化され、且つ酸
化する際に粒子が凝集しSiの薄膜となった。更に、水
分を飛ばす為250℃及び4時間の加熱処理を行った。
又、上記Si超微粒子中の水素含有量を単独で堆積させ
た膜について調べたところ30atm%であった。
た膜について調べたところ30atm%であった。
実施例3
第3図に示す装置を用いて、半導体としてCdSeを用
い、Siとの混合超微粒子膜を石英ガラス上に作成した
。
い、Siとの混合超微粒子膜を石英ガラス上に作成した
。
CdSe超微粒子は蒸発源23にCdSeを入れ、半導
体超微粒子作製室内にHeガスを30Torrになる様
に流量調整器26により供給しつつ、CdSeを加熱蒸
発して作成した。
体超微粒子作製室内にHeガスを30Torrになる様
に流量調整器26により供給しつつ、CdSeを加熱蒸
発して作成した。
一方、それと同時にSi超微粒子を作成する為に原料ガ
スとしてSiH4をL O SCCM,キャリアガスと
してHe: H2= 1 : 4の混合ガス5 0 S
CCMを空胴共振器1lに供給した。石英ガラス窓を通
し2.45 GHZのマイクロ波を空胴共振器に投入し
て原料ガスを分解し、Si超微粒子を生成した。尚、マ
イクロ波電圧は200Wとした。
スとしてSiH4をL O SCCM,キャリアガスと
してHe: H2= 1 : 4の混合ガス5 0 S
CCMを空胴共振器1lに供給した。石英ガラス窓を通
し2.45 GHZのマイクロ波を空胴共振器に投入し
て原料ガスを分解し、Si超微粒子を生成した。尚、マ
イクロ波電圧は200Wとした。
以上の条件で作成した基板上の超微粒子混合堆積膜は、
8分間で1μmの膜厚であった。
8分間で1μmの膜厚であった。
次に上記混合堆積膜中のSi超微粒子を絶縁体化する為
に、酸素プラズマ中で5分間処理した。この処理により
Si超微粒子は酸化され、且つ酸化に従って粒子が凝集
しSiの薄膜となった。
に、酸素プラズマ中で5分間処理した。この処理により
Si超微粒子は酸化され、且つ酸化に従って粒子が凝集
しSiの薄膜となった。
又、上記Si超微粒子中の水素含有量を単独で堆積させ
た膜について調べたところ、20atm%であった。
た膜について調べたところ、20atm%であった。
上記実施例1〜3の超微粒子膜を以下の方法で評価した
。
。
(1)超微粒子の大きさ
透過電子顕微鏡で観察した。
(2)吸収特性
可視紫外分光光度計により室温で吸収を測定した。
結果を以下の第1表に示した。
1
(結果まとめ)
実施例lの代表的な吸収特性のチャートを第4図に示す
。図中からわかる様に吸収端に励起子吸収による吸収ピ
ークを有する。
。図中からわかる様に吸収端に励起子吸収による吸収ピ
ークを有する。
(発明の効果)
以上説明した様に、本発明は、半導体超微粒子とSi超
微粒子の混合堆積膜を作成し、後処理よりSi超微粒子
を絶縁体化することにより、絶縁体中に半導体超微粒子
を粒径や充填率を調節可能に埋め込むことが出来る製造
方法である。
微粒子の混合堆積膜を作成し、後処理よりSi超微粒子
を絶縁体化することにより、絶縁体中に半導体超微粒子
を粒径や充填率を調節可能に埋め込むことが出来る製造
方法である。
又、本発明の製造方法で作成した材料は、量子閉じ込め
効果を有する材料となり、且つ半導体超微粒子の粒径や
充填率を自由にコントロール可能である為、高い交換効
率が期待出来る。
効果を有する材料となり、且つ半導体超微粒子の粒径や
充填率を自由にコントロール可能である為、高い交換効
率が期待出来る。
第1図、第2図は、本発明で使用する超微粒子混合堆積
膜及び後処理後の断面概略図。 第3図は、本発明の超微粒子膜の作成装置の1例を示す
概略図。 第4図は、実施例1で得られた材料の光学吸収特性を示
すチャート。 1二半導体超微粒子 2:Si超微粒子 2′:Si薄膜 3:基板 4:捕集室 5:排気ボンブ 1l:空胴共振器 12、22:調圧バルブ 13;マイクロ波導波管 l4:石英ガラス窓 15、25:ノズル 16、26二流量調整器 17、27:超微粒子ビーム 21:半導体超微粒子作成室 23:蒸発源 24:電源 第1図 第2図 フ′ 第3図
膜及び後処理後の断面概略図。 第3図は、本発明の超微粒子膜の作成装置の1例を示す
概略図。 第4図は、実施例1で得られた材料の光学吸収特性を示
すチャート。 1二半導体超微粒子 2:Si超微粒子 2′:Si薄膜 3:基板 4:捕集室 5:排気ボンブ 1l:空胴共振器 12、22:調圧バルブ 13;マイクロ波導波管 l4:石英ガラス窓 15、25:ノズル 16、26二流量調整器 17、27:超微粒子ビーム 21:半導体超微粒子作成室 23:蒸発源 24:電源 第1図 第2図 フ′ 第3図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)半導体超微粒子とSi超微粒子とを任意に混合し
て膜状に堆積後、上記Si超微粒子を後処理して絶縁体
化することを特徴とする非線形光学材料の製造方法。 (2)後処理が酸化処理である請求項1に記載の非線形
光学材料の製造方法。 (3)Si超微粒子が水素を含有している請求項1に記
載の非線形光学材料の製造方法。(4)半導体超微粒子
及びSi超微粒子を別途夫々気相中で形成する請求項1
に記載の非線形光学材料の製造方法。 (5)半導体超微粒子とSi超微粒子とをキャリアガス
と共にノズルより噴出し、基板上に混合堆積する請求項
1に記載の非線形光学材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1245390A JPH03217827A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 非線形光学材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1245390A JPH03217827A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 非線形光学材料の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03217827A true JPH03217827A (ja) | 1991-09-25 |
Family
ID=11805761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1245390A Pending JPH03217827A (ja) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | 非線形光学材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03217827A (ja) |
-
1990
- 1990-01-24 JP JP1245390A patent/JPH03217827A/ja active Pending
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