JPH04345136A - 非線形光学材料およびその製造方法 - Google Patents
非線形光学材料およびその製造方法Info
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- JPH04345136A JPH04345136A JP11857291A JP11857291A JPH04345136A JP H04345136 A JPH04345136 A JP H04345136A JP 11857291 A JP11857291 A JP 11857291A JP 11857291 A JP11857291 A JP 11857291A JP H04345136 A JPH04345136 A JP H04345136A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非線形光学効果を利用し
た光デバイスなどに有用な非線形光学材料およびその製
造方法に関する。
た光デバイスなどに有用な非線形光学材料およびその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の技術としては、例えばジ
ャーナル オブ オプティカル ソサエティ
オブ アメリカ第７３巻６４７ 頁（Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍ
ｅｒｉｃａ７３， ６４７（１９８３）） に記載され
ているＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ をホウケイ酸ガラスにド
−プしたカットオフフィルタガラスを非線形光学材料に
用いるものがある。このカットオフフィルタガラスはＣ
ｄＳｘＳｅ１−ｘ とホウケイ酸ガラス材料を白金ルツ
ボに入れ１６００℃程度の高温で溶融し作製している。
ャーナル オブ オプティカル ソサエティ
オブ アメリカ第７３巻６４７ 頁（Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｍ
ｅｒｉｃａ７３， ６４７（１９８３）） に記載され
ているＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ をホウケイ酸ガラスにド
−プしたカットオフフィルタガラスを非線形光学材料に
用いるものがある。このカットオフフィルタガラスはＣ
ｄＳｘＳｅ１−ｘ とホウケイ酸ガラス材料を白金ルツ
ボに入れ１６００℃程度の高温で溶融し作製している。
【０００３】また、ジャーナル オブ アプライド
フィジックス 第６３巻 第９５７ 頁（Ｊｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
６３， ９５７（１９８８））に開示されているような
ＣｄＳ微粒子ドープガラス薄膜がある。このガラス薄膜
はタ−ゲットにコ−ニング社製“７０５９ガラス”とＣ
ｄＳとを用い高周波マグネトロンスパッタリング法によ
り、“７０５９ガラス”中にＣｄＳを２〜４重量％分散
させたものである。
フィジックス 第６３巻 第９５７ 頁（Ｊｏ
ｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ
６３， ９５７（１９８８））に開示されているような
ＣｄＳ微粒子ドープガラス薄膜がある。このガラス薄膜
はタ−ゲットにコ−ニング社製“７０５９ガラス”とＣ
ｄＳとを用い高周波マグネトロンスパッタリング法によ
り、“７０５９ガラス”中にＣｄＳを２〜４重量％分散
させたものである。
【０００４】このような半導体ドープガラスを用いた非
線形光学デバイスとして、光双安定スイッチ素子がある
。例えばオプティカル レターズ 第１２巻８３２
頁（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｅｔｔｅｒｓ １２， ８３
２（１９８７）） に記載されているようにＣｄＳｘ
Ｓｅ１−ｘ ドープガラスのうちのコ−ニング社製“Ｙ
５２”を用いてファブリ・ペロー共振器を形成し、波長
５３２ｎｍ の光で光双安定スイッチ動作を観測してい
る。 このときのスイッチに要する時間は２５ｐｓｅｃであり
、スイッチに要するパワーは約３５０ｋＷ／ｃｍ２ で
ある。
線形光学デバイスとして、光双安定スイッチ素子がある
。例えばオプティカル レターズ 第１２巻８３２
頁（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｅｔｔｅｒｓ １２， ８３
２（１９８７）） に記載されているようにＣｄＳｘ
Ｓｅ１−ｘ ドープガラスのうちのコ−ニング社製“Ｙ
５２”を用いてファブリ・ペロー共振器を形成し、波長
５３２ｎｍ の光で光双安定スイッチ動作を観測してい
る。 このときのスイッチに要する時間は２５ｐｓｅｃであり
、スイッチに要するパワーは約３５０ｋＷ／ｃｍ２ で
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体ドープガ
ラスでは、レーザ光を照射した際に、そのエネルギーの
大部分は熱に変換されるので、光励起のエネルギーに変
換される量は少なく、吸収飽和させるためには照射する
レーザ光の強度を大きくする必要があった。
ラスでは、レーザ光を照射した際に、そのエネルギーの
大部分は熱に変換されるので、光励起のエネルギーに変
換される量は少なく、吸収飽和させるためには照射する
レーザ光の強度を大きくする必要があった。
【０００６】本発明はこのような課題を解決するため、
従来の半導体ドープガラスに比べてレーザ光を照射した
際にそのエネルギーが熱に変換される割合を少なくし、
光励起のエネルギーに変換される量を大きくし、吸収飽
和させるために必要なレーザ光のエネルギーを低減させ
ることができる効率のよい非線形光学材料およびその製
造方法を提供することを目的とする。
従来の半導体ドープガラスに比べてレーザ光を照射した
際にそのエネルギーが熱に変換される割合を少なくし、
光励起のエネルギーに変換される量を大きくし、吸収飽
和させるために必要なレーザ光のエネルギーを低減させ
ることができる効率のよい非線形光学材料およびその製
造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の第１の非線形光学材料は、一部に塩素を含
むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の微粒子が、前記半導体よ
り大きな禁制帯幅を有するガラスに分散されてなる非線
形光学材料である。
に、本発明の第１の非線形光学材料は、一部に塩素を含
むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の微粒子が、前記半導体よ
り大きな禁制帯幅を有するガラスに分散されてなる非線
形光学材料である。
【０００８】また本発明の第２の非線形光学材料は、一
部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の微粒子が、
前記半導体より大きな禁制帯幅を有する非晶質窒化物に
分散されてなる非線形光学材料である。
部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の微粒子が、
前記半導体より大きな禁制帯幅を有する非晶質窒化物に
分散されてなる非線形光学材料である。
【０００９】前記第２の非線形光学材料においては、非
晶質窒化物が、窒化ほう素，窒化アルミニウム，窒化チ
タン，窒化ケイ素からなる群から選ばれた少なくとも一
種である事が好ましい。
晶質窒化物が、窒化ほう素，窒化アルミニウム，窒化チ
タン，窒化ケイ素からなる群から選ばれた少なくとも一
種である事が好ましい。
【００１０】また本発明の前記第１の非線形光学材料の
製造方法は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微粒子
がガラスに分散された非線形光学材料を製造する方法に
おいて、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体か
らなるターゲットと、前記半導体より大きな禁制帯幅を
有するガラスターゲットとを用いてスパッタリングを行
うことを特徴とする。
製造方法は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微粒子
がガラスに分散された非線形光学材料を製造する方法に
おいて、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体か
らなるターゲットと、前記半導体より大きな禁制帯幅を
有するガラスターゲットとを用いてスパッタリングを行
うことを特徴とする。
【００１１】また前記製造方法においては、一部に塩素
を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなるターゲットが
、ＩＩ族元素がカドミウムまたは亜鉛であるＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体と塩化カドミウムまたは塩化亜鉛とから
なるターゲットである事が好ましい。
を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなるターゲットが
、ＩＩ族元素がカドミウムまたは亜鉛であるＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体と塩化カドミウムまたは塩化亜鉛とから
なるターゲットである事が好ましい。
【００１２】また本発明の前記第２の非線形光学材料の
製造方法は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微粒子
が非晶質窒化物に分散された非線形光学材料を製造する
方法において、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体からなるターゲットと、前記半導体より大きな禁制
帯幅を有する非晶質窒化物のターゲットとを用いてスパ
ッタリングを行うことを特徴とする。
製造方法は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微粒子
が非晶質窒化物に分散された非線形光学材料を製造する
方法において、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体からなるターゲットと、前記半導体より大きな禁制
帯幅を有する非晶質窒化物のターゲットとを用いてスパ
ッタリングを行うことを特徴とする。
【００１３】また前記製造方法においては、一部に塩素
を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなるターゲットが
、ＩＩ族元素がカドミウムまたは亜鉛であるＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体と塩化カドミウムまたは塩化亜鉛とから
なるターゲットである事が好ましい。
を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなるターゲットが
、ＩＩ族元素がカドミウムまたは亜鉛であるＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体と塩化カドミウムまたは塩化亜鉛とから
なるターゲットである事が好ましい。
【００１４】また本発明の第３の非線形光学材料の製造
方法は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微粒子が非
晶質窒化物に分散された非線形光学材料を製造する方法
において、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
からなるターゲットと、前記半導体より大きな禁制帯幅
を有する非晶質窒化物を構成する成分のうち窒素を除く
構成成分からなるターゲットとを用いて、ガス中に窒素
またはアンモニアから選ばれた少なくとも１種のガスを
含ませてスパッタリングを行うことを特徴とする。
方法は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微粒子が非
晶質窒化物に分散された非線形光学材料を製造する方法
において、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
からなるターゲットと、前記半導体より大きな禁制帯幅
を有する非晶質窒化物を構成する成分のうち窒素を除く
構成成分からなるターゲットとを用いて、ガス中に窒素
またはアンモニアから選ばれた少なくとも１種のガスを
含ませてスパッタリングを行うことを特徴とする。
【００１５】
【作用】本発明の非線形光学材料においては、一部に塩
素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体半導体微粒子を、前
記半導体より大きな禁制帯幅を有するガラスあるいは非
晶質窒化物に分散させているので、レーザ光を照射した
際の発光強度が大幅に向上する。従って吸収飽和させる
ために必要なエネルギーを低減させることができる。
素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体半導体微粒子を、前
記半導体より大きな禁制帯幅を有するガラスあるいは非
晶質窒化物に分散させているので、レーザ光を照射した
際の発光強度が大幅に向上する。従って吸収飽和させる
ために必要なエネルギーを低減させることができる。
【００１６】この理由についてはまだ明らかではないが
、半導体微粒子の一部に塩素を含むことにより、浅いト
ラップ準位ができるため、それを介しての発光が吸収端
付近での発光を促進するために熱に変換される量が少な
くなり、レーザ光のエネルギーが励起エネルギーに変換
される量が増えたことも１つの理由であると考えられる
。
、半導体微粒子の一部に塩素を含むことにより、浅いト
ラップ準位ができるため、それを介しての発光が吸収端
付近での発光を促進するために熱に変換される量が少な
くなり、レーザ光のエネルギーが励起エネルギーに変換
される量が増えたことも１つの理由であると考えられる
。
【００１７】更に本発明の第２の非線形光学材料は、非
晶質窒化物を用いたので、分散された半導体微粒子の表
面の酸化による性能の低下が防止され好ましい。前記第
２の非線形光学材料において、非晶質窒化物が、窒化ほ
う素，窒化アルミニウム，窒化チタン，窒化ケイ素から
なる群から選ばれた少なくとも一種である好ましい構成
とすることにより、これらの窒化物は半導体粒子の分散
性が良好であり、また光学的に大きな禁制帯幅を有する
ので、非線形光学効果を大きくすることができ好ましい
。
晶質窒化物を用いたので、分散された半導体微粒子の表
面の酸化による性能の低下が防止され好ましい。前記第
２の非線形光学材料において、非晶質窒化物が、窒化ほ
う素，窒化アルミニウム，窒化チタン，窒化ケイ素から
なる群から選ばれた少なくとも一種である好ましい構成
とすることにより、これらの窒化物は半導体粒子の分散
性が良好であり、また光学的に大きな禁制帯幅を有する
ので、非線形光学効果を大きくすることができ好ましい
。
【００１８】また本発明の前記第１の非線形光学材料の
製造方法は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微粒子
がガラスに分散された非線形光学材料を製造する方法に
おいて、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体か
らなるターゲットと、前記半導体より大きな禁制帯幅を
有するガラスターゲットとを用いてスパッタリングを行
うので、半導体やガラス成分の組成変化が少なく、且つ
高濃度で半導体を分散させることができ、またレーザ光
を照射した際の発光強度が大幅に向上した非線形光学材
料を容易に製造することができる。
製造方法は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微粒子
がガラスに分散された非線形光学材料を製造する方法に
おいて、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体か
らなるターゲットと、前記半導体より大きな禁制帯幅を
有するガラスターゲットとを用いてスパッタリングを行
うので、半導体やガラス成分の組成変化が少なく、且つ
高濃度で半導体を分散させることができ、またレーザ光
を照射した際の発光強度が大幅に向上した非線形光学材
料を容易に製造することができる。
【００１９】また前記製造方法において、一部に塩素を
含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなるターゲットが、
ＩＩ族元素がカドミウムまたは亜鉛であるＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体と塩化カドミウムまたは塩化亜鉛とからな
るターゲットとすることにより、レーザ光を照射した際
の発光強度が大幅に向上した非線形光学材料を容易に製
造することができる。
含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなるターゲットが、
ＩＩ族元素がカドミウムまたは亜鉛であるＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体と塩化カドミウムまたは塩化亜鉛とからな
るターゲットとすることにより、レーザ光を照射した際
の発光強度が大幅に向上した非線形光学材料を容易に製
造することができる。
【００２０】また本発明の前記第２の非線形光学材料の
製造方法は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微粒子
が非晶質窒化物に分散された非線形光学材料を製造する
方法において、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体からなるターゲットと、前記半導体より大きな禁制
帯幅を有する非晶質窒化物のターゲットとを用いてスパ
ッタリングを行うので、半導体微粒子の表面の酸化によ
る性能の低下が防止され、半導体等の組成変化が少なく
、且つ高濃度で半導体を分散させることができ、またレ
ーザ光を照射した際の発光強度が大幅に向上した非線形
光学材料を容易に製造することができる。
製造方法は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微粒子
が非晶質窒化物に分散された非線形光学材料を製造する
方法において、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体からなるターゲットと、前記半導体より大きな禁制
帯幅を有する非晶質窒化物のターゲットとを用いてスパ
ッタリングを行うので、半導体微粒子の表面の酸化によ
る性能の低下が防止され、半導体等の組成変化が少なく
、且つ高濃度で半導体を分散させることができ、またレ
ーザ光を照射した際の発光強度が大幅に向上した非線形
光学材料を容易に製造することができる。
【００２１】また前記製造方法においては、一部に塩素
を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなるターゲットが
、ＩＩ族元素がカドミウムまたは亜鉛であるＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体と塩化カドミウムまたは塩化亜鉛とから
なるターゲットとすることにより、レーザ光を照射した
際の発光強度が大幅に向上した非線形光学材料を容易に
製造することができる。
を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなるターゲットが
、ＩＩ族元素がカドミウムまたは亜鉛であるＩＩ−ＶＩ
族化合物半導体と塩化カドミウムまたは塩化亜鉛とから
なるターゲットとすることにより、レーザ光を照射した
際の発光強度が大幅に向上した非線形光学材料を容易に
製造することができる。
【００２２】また本発明の第３の非線形光学材料の製造
方法においては、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微
粒子が非晶質窒化物に分散された非線形光学材料を製造
する方法において、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体からなるターゲットと、前記半導体より大きな
禁制帯幅を有する非晶質窒化物を構成する成分のうち窒
素を除く構成成分からなるターゲットとを用いて、ガス
中に窒素またはアンモニアから選ばれた少なくとも１種
のガスを含ませてスパッタリングを行うので、マトリッ
クスを構成する非晶質窒化物への窒素の取り込みを大き
くでき、窒化物中の窒素成分が逸散することなく安定し
た組成の窒化物の非晶質マトリックスが形成できる。
方法においては、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微
粒子が非晶質窒化物に分散された非線形光学材料を製造
する方法において、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体からなるターゲットと、前記半導体より大きな
禁制帯幅を有する非晶質窒化物を構成する成分のうち窒
素を除く構成成分からなるターゲットとを用いて、ガス
中に窒素またはアンモニアから選ばれた少なくとも１種
のガスを含ませてスパッタリングを行うので、マトリッ
クスを構成する非晶質窒化物への窒素の取り込みを大き
くでき、窒化物中の窒素成分が逸散することなく安定し
た組成の窒化物の非晶質マトリックスが形成できる。
【００２３】
【実施例】本発明において、半導体が分散されるマトリ
ックスとしては用いる半導体より大きな禁制帯幅を有す
るガラスまたは非晶質窒化物が用いられる。特に窒化物
は、分散される半導体微粒子の表面酸化が防止され、ま
た、半導体微粒子を分散させた窒化物の非晶質膜を熱処
理した場合には、窒化物のマトリックスは緻密であるた
め、半導体微粒子の結晶の成長が適当な大きさにコント
ロールしやすく、分散した半導体微粒子の粒子径が均一
になるので好ましい。
ックスとしては用いる半導体より大きな禁制帯幅を有す
るガラスまたは非晶質窒化物が用いられる。特に窒化物
は、分散される半導体微粒子の表面酸化が防止され、ま
た、半導体微粒子を分散させた窒化物の非晶質膜を熱処
理した場合には、窒化物のマトリックスは緻密であるた
め、半導体微粒子の結晶の成長が適当な大きさにコント
ロールしやすく、分散した半導体微粒子の粒子径が均一
になるので好ましい。
【００２４】ガラスマトリックスを構成するガラスとし
ては例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなどが挙げ
られるが、特にこれらのみに限定されるものではなく、
用いる半導体より大きな禁制帯幅を有するガラスであれ
ば特に制限するものではない。
ては例えば、石英ガラス、ホウケイ酸ガラスなどが挙げ
られるが、特にこれらのみに限定されるものではなく、
用いる半導体より大きな禁制帯幅を有するガラスであれ
ば特に制限するものではない。
【００２５】非晶質窒化物としては、窒化ほう素，窒化
アルミニウム，窒化チタン，窒化ケイ素が半導体の分散
性が良好で好ましい。これらのガラスまたは非晶質窒化
物マトリックスに分散させる半導体微粒子としては、Ｃ
ｄＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＴｅ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴ
ｅ，ＣｄＳＳｅ，ＺｎＳＳｅ，ＺｎＣｄＳ，ＺｎＣｄＳ
ｅ等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体が好ましい。これらの
半導体の一部には、塩素が含まれていることが必要であ
るが、通常塩素は例えばＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を構
成するＶＩ族元素の一部を塩素で置き換えた形で含有さ
せることが好ましい。
アルミニウム，窒化チタン，窒化ケイ素が半導体の分散
性が良好で好ましい。これらのガラスまたは非晶質窒化
物マトリックスに分散させる半導体微粒子としては、Ｃ
ｄＳ，ＣｄＳｅ，ＣｄＴｅ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴ
ｅ，ＣｄＳＳｅ，ＺｎＳＳｅ，ＺｎＣｄＳ，ＺｎＣｄＳ
ｅ等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体が好ましい。これらの
半導体の一部には、塩素が含まれていることが必要であ
るが、通常塩素は例えばＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を構
成するＶＩ族元素の一部を塩素で置き換えた形で含有さ
せることが好ましい。
【００２６】塩素の含有量は比較的少量でよく、通常一
部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に対して０．
０１〜１重量％程度である。スパッタリングで本発明の
非線形光学材料を製造する場合は、通常ターゲットとし
て半導体成分のターゲットとガラスまたは非晶質窒化物
を構成するためのターゲットの２種類以上のターゲット
ガ用いられる。
部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体に対して０．
０１〜１重量％程度である。スパッタリングで本発明の
非線形光学材料を製造する場合は、通常ターゲットとし
て半導体成分のターゲットとガラスまたは非晶質窒化物
を構成するためのターゲットの２種類以上のターゲット
ガ用いられる。
【００２７】半導体成分のターゲットとしては、特に限
定するわけではないが、例えば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体のターゲットの上に、それより大きさを小さくした
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を構成するＩＩ族元素の塩化
物、例えば塩化カドミウムや塩化亜鉛などの小さいター
ゲットを積層して用いるのが簡便である。
定するわけではないが、例えば、ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体のターゲットの上に、それより大きさを小さくした
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を構成するＩＩ族元素の塩化
物、例えば塩化カドミウムや塩化亜鉛などの小さいター
ゲットを積層して用いるのが簡便である。
【００２８】スパッタリング条件は用いる材料などによ
って異なるので特に限定するものではないが、例えば通
常用いられるアルゴンガスやその他の不活性ガス等のス
パッタ用ガスを存在させて、また、ターゲットとして窒
化物の構成成分のうち窒素を除く構成成分からなるター
ゲットを用いる場合には、これらのガス中に更に窒素ま
たはアンモニアのうち少なくとも１種のガスを含ませて
、１０−３〜１０−１Ｔｏｒｒ程度の圧力で、基板温度
はおよそ１００〜５００℃、好ましくは１５０〜４００
℃程度の範囲で行うことが好ましい。
って異なるので特に限定するものではないが、例えば通
常用いられるアルゴンガスやその他の不活性ガス等のス
パッタ用ガスを存在させて、また、ターゲットとして窒
化物の構成成分のうち窒素を除く構成成分からなるター
ゲットを用いる場合には、これらのガス中に更に窒素ま
たはアンモニアのうち少なくとも１種のガスを含ませて
、１０−３〜１０−１Ｔｏｒｒ程度の圧力で、基板温度
はおよそ１００〜５００℃、好ましくは１５０〜４００
℃程度の範囲で行うことが好ましい。
【００２９】また、半導体微粒子を分散させたガラスま
たは窒化物の非晶質薄膜を形成した後、半導体微粒子の
結晶を成長させるために熱処理を行うことが好ましいが
、熱処理温度としては、およそ３００〜６００℃程度が
好適である。非晶質窒化物を用いた場合には、この熱処
理は、基板の加熱温度より高い温度で熱処理する事が好
適である。
たは窒化物の非晶質薄膜を形成した後、半導体微粒子の
結晶を成長させるために熱処理を行うことが好ましいが
、熱処理温度としては、およそ３００〜６００℃程度が
好適である。非晶質窒化物を用いた場合には、この熱処
理は、基板の加熱温度より高い温度で熱処理する事が好
適である。
【００３０】以下、具体的実施例を挙げて更に本発明を
詳細に説明する。 実施例１ 本実施例で用いた多元スパッタ装置の構成を図１に示す
。図１に示すように、多元スパッタ装置は、塩化物を含
むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料のターゲット１、ガラ
スターゲット２、基板３、基板加熱用ヒーター４、基板
とそれぞれのターゲットの間に配置されたシャッター８
、９、それぞれのターゲットに供給する高周波電源５、
６、スパッタ用ガス供給口７、真空室１０、および真空
ポンプ等に連結されている排気口１１から構成されてい
る。
詳細に説明する。 実施例１ 本実施例で用いた多元スパッタ装置の構成を図１に示す
。図１に示すように、多元スパッタ装置は、塩化物を含
むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料のターゲット１、ガラ
スターゲット２、基板３、基板加熱用ヒーター４、基板
とそれぞれのターゲットの間に配置されたシャッター８
、９、それぞれのターゲットに供給する高周波電源５、
６、スパッタ用ガス供給口７、真空室１０、および真空
ポンプ等に連結されている排気口１１から構成されてい
る。
【００３１】塩化物を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材
料のターゲット１の塩化物としてＣｄＣｌ２ 、ＩＩ−
ＶＩ族半導体としてＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ （Ｘ＝０．
１）、ガラスターゲット２として石英ガラス、基板３と
して石英ガラスを用いた。ＣｄＣｌ２ の量はＣｄＳｘ
Ｓｅ１−ｘ の０．１ 重量％とした。スパッタ用ガ
スとしてアルゴンをスパッタ用ガス供給口７より真空室
１０内に供給し、圧力を５Ｐａにした。ターゲットに供
給した高周波電力はターゲット１には３０Ｗ、ターゲッ
ト２には２５０ Ｗであった。
料のターゲット１の塩化物としてＣｄＣｌ２ 、ＩＩ−
ＶＩ族半導体としてＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ （Ｘ＝０．
１）、ガラスターゲット２として石英ガラス、基板３と
して石英ガラスを用いた。ＣｄＣｌ２ の量はＣｄＳｘ
Ｓｅ１−ｘ の０．１ 重量％とした。スパッタ用ガ
スとしてアルゴンをスパッタ用ガス供給口７より真空室
１０内に供給し、圧力を５Ｐａにした。ターゲットに供
給した高周波電力はターゲット１には３０Ｗ、ターゲッ
ト２には２５０ Ｗであった。
【００３２】以上のような条件でスパッタリングを行い
、塩素を含むＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ 微粒子を分散させ
た膜厚３０μｍの石英ガラス薄膜を０．５ｍｍ 厚の石
英ガラスから成る基板３上に形成した後、３００℃の電
気炉中で１時間加熱して塩素を含むＣｄＳｘ Ｓｅ１−
ｘ の結晶を成長させた。薄膜中の塩素を含むＣｄＳｘ
Ｓｅ１−ｘ のドープ量は１０重量％であり粒子径は
５〜９ｎｍであった。
、塩素を含むＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ 微粒子を分散させ
た膜厚３０μｍの石英ガラス薄膜を０．５ｍｍ 厚の石
英ガラスから成る基板３上に形成した後、３００℃の電
気炉中で１時間加熱して塩素を含むＣｄＳｘ Ｓｅ１−
ｘ の結晶を成長させた。薄膜中の塩素を含むＣｄＳｘ
Ｓｅ１−ｘ のドープ量は１０重量％であり粒子径は
５〜９ｎｍであった。
【００３３】作製した薄膜の吸収スペクトルから得られ
た禁制帯幅は、バルクのＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ の値に
比べ０．４ｅＶ ブルーシフトしていることから、Ｃｄ
Ｓｘ Ｓｅ１−ｘ が量子ドットとなっていることがわ
かった。
た禁制帯幅は、バルクのＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ の値に
比べ０．４ｅＶ ブルーシフトしていることから、Ｃｄ
Ｓｘ Ｓｅ１−ｘ が量子ドットとなっていることがわ
かった。
【００３４】次に作製した薄膜に波長３２５ｎｍ のレ
ーザ光を照射したところ、塩素を含まないＣｄＳｘ Ｓ
ｅ１−ｘ 微粒子分散ガラス薄膜に比べて、発光強度は
５倍以上に向上した。
ーザ光を照射したところ、塩素を含まないＣｄＳｘ Ｓ
ｅ１−ｘ 微粒子分散ガラス薄膜に比べて、発光強度は
５倍以上に向上した。
【００３５】実施例２
実施例１と同様なスパッタ装置を用いて、塩化物を含む
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料のターゲット１の塩化物
はＺｎＣｌ２ 、半導体はＺｎＳｅ、ガラスターゲット
２のガラスは石英ガラスとした。基板３には石英ガラス
を用いた。ターゲット１に含まれるＺｎＣｌ２ の量は
ＺｎＳｅの０．１ 重量％とした。スパッタ用ガス供給
口７より真空室１０内にスパッタ用ガスとしてアルゴン
を供給し、圧力を５Ｐａにした。ターゲットに供給した
高周波電力はターゲット１には３０Ｗ、ターゲット２に
は２５０ Ｗであった。
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料のターゲット１の塩化物
はＺｎＣｌ２ 、半導体はＺｎＳｅ、ガラスターゲット
２のガラスは石英ガラスとした。基板３には石英ガラス
を用いた。ターゲット１に含まれるＺｎＣｌ２ の量は
ＺｎＳｅの０．１ 重量％とした。スパッタ用ガス供給
口７より真空室１０内にスパッタ用ガスとしてアルゴン
を供給し、圧力を５Ｐａにした。ターゲットに供給した
高周波電力はターゲット１には３０Ｗ、ターゲット２に
は２５０ Ｗであった。
【００３６】以上の条件でスパッタリングを行い、塩素
を含むＺｎＳｅ微粒子を分散させた膜厚３０μｍのガラ
ス薄膜を０．５ｍｍ 厚の石英ガラスから成る基板３上
に形成した後、３００℃の電気炉中で１時間加熱して塩
素を含むＺｎＳｅの結晶を成長させた。薄膜中のＺｎＳ
ｅのドープ量は１０重量％であり粒子径は５〜９ｎｍで
あった。作製した薄膜の吸収スペクトルから得られた禁
制帯幅は、バルクのＺｎＳｅの値に比べ０．４ｅＶ ブ
ルーシフトしていることから、ＺｎＳｅが量子ドットと
なっていることがわかった。次に作製した薄膜に波長３
２５ｎｍ のレーザ光を照射したところ、塩素を含まな
いＺｎＳｅ微粒子分散ガラス薄膜に比べて、発光強度は
１０倍以上に向上した。
を含むＺｎＳｅ微粒子を分散させた膜厚３０μｍのガラ
ス薄膜を０．５ｍｍ 厚の石英ガラスから成る基板３上
に形成した後、３００℃の電気炉中で１時間加熱して塩
素を含むＺｎＳｅの結晶を成長させた。薄膜中のＺｎＳ
ｅのドープ量は１０重量％であり粒子径は５〜９ｎｍで
あった。作製した薄膜の吸収スペクトルから得られた禁
制帯幅は、バルクのＺｎＳｅの値に比べ０．４ｅＶ ブ
ルーシフトしていることから、ＺｎＳｅが量子ドットと
なっていることがわかった。次に作製した薄膜に波長３
２５ｎｍ のレーザ光を照射したところ、塩素を含まな
いＺｎＳｅ微粒子分散ガラス薄膜に比べて、発光強度は
１０倍以上に向上した。
【００３７】実施例３
実施例１と同様なスパッタ装置を用いて、塩化物を含む
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のターゲット１，ガラスター
ゲット２の代わりに非晶質窒化物のターゲット２，基板
３，基板加熱用ヒーター４およびそれぞれのターゲット
に供給する高周波電源５，６によって構成した。塩化物
はＣｄＣｌ２ 、半導体はＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ （Ｘ
＝０．１）、非晶質窒化物は窒化シリコンとした。基板
３には石英ガラスを用いた。ターゲット１に含まれるＣ
ｄＣｌ２ の量はＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ の０．１ 重
量％とした。スパッタ用ガス供給口７より真空室１０内
にスパッタ用ガスとしてアルゴンを供給し、圧力を５Ｐ
ａにした。ターゲットに供給した高周波電力はターゲッ
ト１には３０Ｗ、ターゲット２には２５０ Ｗであった
。
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のターゲット１，ガラスター
ゲット２の代わりに非晶質窒化物のターゲット２，基板
３，基板加熱用ヒーター４およびそれぞれのターゲット
に供給する高周波電源５，６によって構成した。塩化物
はＣｄＣｌ２ 、半導体はＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ （Ｘ
＝０．１）、非晶質窒化物は窒化シリコンとした。基板
３には石英ガラスを用いた。ターゲット１に含まれるＣ
ｄＣｌ２ の量はＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ の０．１ 重
量％とした。スパッタ用ガス供給口７より真空室１０内
にスパッタ用ガスとしてアルゴンを供給し、圧力を５Ｐ
ａにした。ターゲットに供給した高周波電力はターゲッ
ト１には３０Ｗ、ターゲット２には２５０ Ｗであった
。
【００３８】以上のような条件でスパッタリングを行い
、塩素を含む半導体微粒子を分散させた膜厚３０μｍの
非晶質窒化物薄膜を０．５ｍｍ 厚の石英ガラスから成
る基板３上に形成した後、３００℃の電気炉中で１時間
加熱して塩素を含むＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ の結晶を成
長させた。 薄膜中の塩素を含むＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ のドープ量
は１０重量％であり粒子径は５〜９ｎｍであった。作製
した薄膜の吸収スペクトルから得られた禁制帯幅は、バ
ルクのＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ の値に比べ０．４ｅＶ
ブルーシフトしていることから、ＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ
が量子ドットとなっていることがわかった。
、塩素を含む半導体微粒子を分散させた膜厚３０μｍの
非晶質窒化物薄膜を０．５ｍｍ 厚の石英ガラスから成
る基板３上に形成した後、３００℃の電気炉中で１時間
加熱して塩素を含むＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ の結晶を成
長させた。 薄膜中の塩素を含むＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ のドープ量
は１０重量％であり粒子径は５〜９ｎｍであった。作製
した薄膜の吸収スペクトルから得られた禁制帯幅は、バ
ルクのＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ の値に比べ０．４ｅＶ
ブルーシフトしていることから、ＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ
が量子ドットとなっていることがわかった。
【００３９】次に作製した薄膜に波長３２５ｎｍ のレ
ーザ光を照射したところ、塩素を含まないＣｄＳｘ Ｓ
ｅ１−ｘ 微粒子分散非晶質窒化物薄膜に比べて発光強
度は５倍以上に向上した。
ーザ光を照射したところ、塩素を含まないＣｄＳｘ Ｓ
ｅ１−ｘ 微粒子分散非晶質窒化物薄膜に比べて発光強
度は５倍以上に向上した。
【００４０】実施例４
実施例１と同様なスパッタ装置を用いて、塩化物を含む
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料のターゲット１の塩化物
としてＺｎＣｌ２ 、半導体はＺｎＳｅ、ガラスターゲ
ット２の代わりに非晶質窒化物の窒化シリコンから成る
ターゲット２を用いた。基板３には石英ガラスを用いた
。ターゲット１に含まれるＺｎＣｌ２ の量はＺｎＳｅ
の０．１ 重量％とした。スパッタ用ガスとしてアルゴ
ンをスパッタ用ガス供給口７より真空室１０内に供給し
、圧力を５Ｐａにした。ターゲットに供給した高周波電
力はターゲット１には３０Ｗ、ターゲット２には２５０
Ｗであった。
ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料のターゲット１の塩化物
としてＺｎＣｌ２ 、半導体はＺｎＳｅ、ガラスターゲ
ット２の代わりに非晶質窒化物の窒化シリコンから成る
ターゲット２を用いた。基板３には石英ガラスを用いた
。ターゲット１に含まれるＺｎＣｌ２ の量はＺｎＳｅ
の０．１ 重量％とした。スパッタ用ガスとしてアルゴ
ンをスパッタ用ガス供給口７より真空室１０内に供給し
、圧力を５Ｐａにした。ターゲットに供給した高周波電
力はターゲット１には３０Ｗ、ターゲット２には２５０
Ｗであった。
【００４１】以上の条件でスパッタリングを行い、塩素
を含む半導体微粒子を分散させた膜厚３０μｍの非晶質
窒化シリコン薄膜を０．５ｍｍ 厚の石英ガラスから成
る基板３上に形成した後、３００℃の電気炉中で１時間
加熱して塩素を含むＺｎＳｅの結晶を成長させた。薄膜
中のＺｎＳｅのドープ量は１０重量％であり粒子径は５
〜９ｎｍであった。作製した薄膜の吸収スペクトルから
得られた禁制帯幅は、バルクのＺｎＳｅの値に比べ０．
４ｅＶ ブルーシフトしていることから、ＺｎＳｅが量
子ドットとなっていることがわかった。
を含む半導体微粒子を分散させた膜厚３０μｍの非晶質
窒化シリコン薄膜を０．５ｍｍ 厚の石英ガラスから成
る基板３上に形成した後、３００℃の電気炉中で１時間
加熱して塩素を含むＺｎＳｅの結晶を成長させた。薄膜
中のＺｎＳｅのドープ量は１０重量％であり粒子径は５
〜９ｎｍであった。作製した薄膜の吸収スペクトルから
得られた禁制帯幅は、バルクのＺｎＳｅの値に比べ０．
４ｅＶ ブルーシフトしていることから、ＺｎＳｅが量
子ドットとなっていることがわかった。
【００４２】次に作製した薄膜に波長３２５ｎｍ のレ
ーザ光を照射したところ、塩素を含まないＺｎＳｅ微粒
子分散非晶質窒化物薄膜に比べて発光強度は１０倍以上
に向上した。
ーザ光を照射したところ、塩素を含まないＺｎＳｅ微粒
子分散非晶質窒化物薄膜に比べて発光強度は１０倍以上
に向上した。
【００４３】実施例５
実施例１と同様なスパッタ装置を用いて、ガラスターゲ
ット２の代わりにシリコンのターゲット２を用い窒素ガ
スとの反応によって窒化シリコンの非晶質薄膜を形成し
ながら、半導体分散非晶質窒化物薄膜を作製した。塩化
物を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料のターゲット１
の塩化物としてＣｄＣｌ２ 、ＩＩ−ＶＩ族半導体とし
てＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ （Ｘ＝０．１）を用い、基板
３には石英ガラスを用いた。ターゲット１に含まれるＣ
ｄＣｌ２ の量はＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ の０．１ 重
量％とした。スパッタ用ガス供給口７より真空室１０内
にスパッタガスとして窒素及びアルゴンを供給し、圧力
をそれぞれ２Ｐａ，３Ｐａにした。ターゲットに供給し
た高周波電力はターゲット１には３０Ｗ、ターゲット２
には１５０ Ｗであった。
ット２の代わりにシリコンのターゲット２を用い窒素ガ
スとの反応によって窒化シリコンの非晶質薄膜を形成し
ながら、半導体分散非晶質窒化物薄膜を作製した。塩化
物を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料のターゲット１
の塩化物としてＣｄＣｌ２ 、ＩＩ−ＶＩ族半導体とし
てＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ （Ｘ＝０．１）を用い、基板
３には石英ガラスを用いた。ターゲット１に含まれるＣ
ｄＣｌ２ の量はＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ の０．１ 重
量％とした。スパッタ用ガス供給口７より真空室１０内
にスパッタガスとして窒素及びアルゴンを供給し、圧力
をそれぞれ２Ｐａ，３Ｐａにした。ターゲットに供給し
た高周波電力はターゲット１には３０Ｗ、ターゲット２
には１５０ Ｗであった。
【００４４】以上のような条件でスパッタリングを行い
、塩素を含むＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ 微粒子を分散させ
た膜厚３０μｍの非晶質窒化物薄膜を０．５ｍｍ 厚の
石英ガラスから成る基板３上に形成した後、３００℃の
電気炉中で１時間加熱して塩素を含むＣｄＳｘ Ｓｅ１
−ｘ の結晶を成長させた。薄膜中の塩素を含むＣｄＳ
ｘ Ｓｅ１−ｘ のドープ量は１０重量％であり粒子径
は５〜９ｎｍであった。 作製した薄膜の吸収スペクトルから得られた禁制帯幅は
、バルクのＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ の値に比べ０．４ｅ
Ｖ ブルーシフトしていることから、ＣｄＳｘ Ｓｅ１
−ｘ が量子ドットとなっていることがわかった。
、塩素を含むＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ 微粒子を分散させ
た膜厚３０μｍの非晶質窒化物薄膜を０．５ｍｍ 厚の
石英ガラスから成る基板３上に形成した後、３００℃の
電気炉中で１時間加熱して塩素を含むＣｄＳｘ Ｓｅ１
−ｘ の結晶を成長させた。薄膜中の塩素を含むＣｄＳ
ｘ Ｓｅ１−ｘ のドープ量は１０重量％であり粒子径
は５〜９ｎｍであった。 作製した薄膜の吸収スペクトルから得られた禁制帯幅は
、バルクのＣｄＳｘ Ｓｅ１−ｘ の値に比べ０．４ｅ
Ｖ ブルーシフトしていることから、ＣｄＳｘ Ｓｅ１
−ｘ が量子ドットとなっていることがわかった。
【００４５】次に作製した薄膜に波長３２５ｎｍ のレ
ーザ光を照射したところ、塩素を含まないＣｄＳｘ Ｓ
ｅ１−ｘ 微粒子分散非晶質窒化物薄膜に比べて発光強
度は１０倍以上に向上した。尚、窒素の代わりにアンモ
ニアガスを用いても、ほぼ同様の結果が得られた。
ーザ光を照射したところ、塩素を含まないＣｄＳｘ Ｓ
ｅ１−ｘ 微粒子分散非晶質窒化物薄膜に比べて発光強
度は１０倍以上に向上した。尚、窒素の代わりにアンモ
ニアガスを用いても、ほぼ同様の結果が得られた。
【００４６】実施例６
実施例１と同様なスパッタ装置を用いて、ガラスターゲ
ット２の代わりにシリコンのターゲット２を用い窒素ガ
スとの反応によって窒化シリコンの非晶質薄膜を形成し
ながら、半導体微粒子分散非晶質窒化物薄膜を試作した
。塩化物を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料のターゲ
ット１の塩化物としてはＺｎＣｌ２ 、半導体はＺｎＳ
ｅとした。基板３には石英ガラスを用いた。ターゲット
１に含まれるＺｎＣｌ２ の量はＺｎＳｅの０．１ 重
量％とした。スパッタ用ガス供給口７より真空室１０内
にスパッタ用ガスとして窒素及びアルゴンを供給し、圧
力をそれぞれ２Ｐａ，３Ｐａにした。ターゲットに供給
した高周波電力はターゲット１には３０Ｗ、ターゲット
２には１５０ Ｗであった。
ット２の代わりにシリコンのターゲット２を用い窒素ガ
スとの反応によって窒化シリコンの非晶質薄膜を形成し
ながら、半導体微粒子分散非晶質窒化物薄膜を試作した
。塩化物を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料のターゲ
ット１の塩化物としてはＺｎＣｌ２ 、半導体はＺｎＳ
ｅとした。基板３には石英ガラスを用いた。ターゲット
１に含まれるＺｎＣｌ２ の量はＺｎＳｅの０．１ 重
量％とした。スパッタ用ガス供給口７より真空室１０内
にスパッタ用ガスとして窒素及びアルゴンを供給し、圧
力をそれぞれ２Ｐａ，３Ｐａにした。ターゲットに供給
した高周波電力はターゲット１には３０Ｗ、ターゲット
２には１５０ Ｗであった。
【００４７】以上の条件でスパッタリングを行い、塩素
を含むＺｎＳｅ微粒子を分散させた膜厚３０μｍの非晶
質窒化物薄膜を０．５ｍｍ 厚の石英ガラスから成る基
板３上に形成した後、３００℃の電気炉中で１時間加熱
して塩素を含むＺｎＳｅの結晶を成長させた。薄膜中の
塩素を含むＺｎＳｅのドープ量は１０重量％であり粒子
径は５〜９ｎｍであった。作製した薄膜の吸収スペクト
ルから得られた禁制帯幅は、バルクのＺｎＳｅの値に比
べ０．４ｅＶ ブルーシフトしていることから、ＺｎＳ
ｅが量子ドットとなっていることがわかった。
を含むＺｎＳｅ微粒子を分散させた膜厚３０μｍの非晶
質窒化物薄膜を０．５ｍｍ 厚の石英ガラスから成る基
板３上に形成した後、３００℃の電気炉中で１時間加熱
して塩素を含むＺｎＳｅの結晶を成長させた。薄膜中の
塩素を含むＺｎＳｅのドープ量は１０重量％であり粒子
径は５〜９ｎｍであった。作製した薄膜の吸収スペクト
ルから得られた禁制帯幅は、バルクのＺｎＳｅの値に比
べ０．４ｅＶ ブルーシフトしていることから、ＺｎＳ
ｅが量子ドットとなっていることがわかった。
【００４８】次に作製した薄膜に波長３２５ｎｍ のレ
ーザ光を照射したところ、塩素を含まないＺｎＳｅ微粒
子分散非晶質窒化物薄膜に比べて発光強度は２０倍以上
に向上した。
ーザ光を照射したところ、塩素を含まないＺｎＳｅ微粒
子分散非晶質窒化物薄膜に比べて発光強度は２０倍以上
に向上した。
【００４９】尚、窒素の代わりにアンモニアガスを用い
ても、ほぼ同様の結果が得られた。以上の実施例からも
明らかなように、本発明における非線形光学材料は、従
来の半導体ドープガラスに比べてレーザを照射した際に
そのエネルギーが熱に変換される割合が減り、光励起の
エネルギーに変換される量が増大するため、吸収飽和さ
せるために必要なレーザ光のエネルギーを低減させるこ
とができる。従って小型のレーザ装置を用いることがで
きるという利点があり、本発明の工業的価値は大きい。
ても、ほぼ同様の結果が得られた。以上の実施例からも
明らかなように、本発明における非線形光学材料は、従
来の半導体ドープガラスに比べてレーザを照射した際に
そのエネルギーが熱に変換される割合が減り、光励起の
エネルギーに変換される量が増大するため、吸収飽和さ
せるために必要なレーザ光のエネルギーを低減させるこ
とができる。従って小型のレーザ装置を用いることがで
きるという利点があり、本発明の工業的価値は大きい。
【００５０】
【発明の効果】本発明の非線形光学材料は、レーザ光を
照射した際の発光強度が大幅に向上する。従って吸収飽
和させるために必要なエネルギーが低減された発光効率
のよい、非線形光学材料を提供できる。
照射した際の発光強度が大幅に向上する。従って吸収飽
和させるために必要なエネルギーが低減された発光効率
のよい、非線形光学材料を提供できる。
【００５１】更に本発明の第２の非線形光学材料におい
ては、分散された半導体微粒子の表面の酸化による性能
の低下が防止できる。前記第２の非線形光学材料におい
て、非晶質窒化物が、窒化ほう素，窒化アルミニウム，
窒化チタン，窒化ケイ素からなる群から選ばれた少なく
とも一種である好ましい構成とすることにより、これら
の窒化物は半導体粒子の分散性が良好であり、また光学
的に大きな禁制帯幅を有するので、非線形光学効果を大
きくすることがでる。
ては、分散された半導体微粒子の表面の酸化による性能
の低下が防止できる。前記第２の非線形光学材料におい
て、非晶質窒化物が、窒化ほう素，窒化アルミニウム，
窒化チタン，窒化ケイ素からなる群から選ばれた少なく
とも一種である好ましい構成とすることにより、これら
の窒化物は半導体粒子の分散性が良好であり、また光学
的に大きな禁制帯幅を有するので、非線形光学効果を大
きくすることがでる。
【００５２】また本発明の前記第１の非線形光学材料の
製造方法によれば、半導体やガラス成分の組成変化が少
なく、且つ高濃度で半導体を分散させることができ、ま
たレーザ光を照射した際の発光強度が大幅に向上した非
線形光学材料を容易に製造することができる。
製造方法によれば、半導体やガラス成分の組成変化が少
なく、且つ高濃度で半導体を分散させることができ、ま
たレーザ光を照射した際の発光強度が大幅に向上した非
線形光学材料を容易に製造することができる。
【００５３】また前記第１の製造方法において、一部に
塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなるターゲッ
トが、ＩＩ族元素がカドミウムまたは亜鉛であるＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体と塩化カドミウムまたは塩化亜鉛と
からなるターゲットとすることにより、レーザ光を照射
した際の発光強度が大幅に向上した非線形光学材料を容
易に製造することができる。
塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなるターゲッ
トが、ＩＩ族元素がカドミウムまたは亜鉛であるＩＩ−
ＶＩ族化合物半導体と塩化カドミウムまたは塩化亜鉛と
からなるターゲットとすることにより、レーザ光を照射
した際の発光強度が大幅に向上した非線形光学材料を容
易に製造することができる。
【００５４】また本発明の前記第２の非線形光学材料の
製造方法においては、半導体微粒子の表面の酸化による
性能の低下が防止され、半導体等のの組成変化が少なく
、且つ高濃度で半導体を分散させることができ、またレ
ーザ光を照射した際の発光強度が大幅に向上した非線形
光学材料を容易に製造することができる。
製造方法においては、半導体微粒子の表面の酸化による
性能の低下が防止され、半導体等のの組成変化が少なく
、且つ高濃度で半導体を分散させることができ、またレ
ーザ光を照射した際の発光強度が大幅に向上した非線形
光学材料を容易に製造することができる。
【００５５】また前記製造方法において、一部に塩素を
含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなるターゲットが、
ＩＩ族元素がカドミウムまたは亜鉛であるＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体と塩化カドミウムまたは塩化亜鉛とからな
るターゲットとすることにより、レーザ光を照射した際
の発光強度が大幅に向上した非線形光学材料を容易に製
造することができる。
含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体からなるターゲットが、
ＩＩ族元素がカドミウムまたは亜鉛であるＩＩ−ＶＩ族
化合物半導体と塩化カドミウムまたは塩化亜鉛とからな
るターゲットとすることにより、レーザ光を照射した際
の発光強度が大幅に向上した非線形光学材料を容易に製
造することができる。
【００５６】また本発明の第３の非線形光学材料の製造
方法によれば、マトリックスを構成する非晶質窒化物へ
の窒素の取り込みを大きくでき、窒化物中の窒素成分が
逸散することなく安定した組成の窒化物の非晶質マトリ
ックスを有する非線形光学特性の優れた非線形光学材料
が提供できる。
方法によれば、マトリックスを構成する非晶質窒化物へ
の窒素の取り込みを大きくでき、窒化物中の窒素成分が
逸散することなく安定した組成の窒化物の非晶質マトリ
ックスを有する非線形光学特性の優れた非線形光学材料
が提供できる。
【図１】本発明の一実施例で用いたスパッタ装置の概略
構成図。
構成図。
１ 塩化物を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導体のターゲ
ット２ ガラスあるいは非晶質窒化物のターゲット３
基板 ４ 基板加熱用ヒーター ５、６ 高周波電源 ７ スパッタ用ガス供給口 ８、９ シャッター １０ 真空室 １１ 排気口
ット２ ガラスあるいは非晶質窒化物のターゲット３
基板 ４ 基板加熱用ヒーター ５、６ 高周波電源 ７ スパッタ用ガス供給口 ８、９ シャッター １０ 真空室 １１ 排気口
Claims (8)
- 【請求項１】 一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の微粒子が、前記半導体より大きな禁制帯幅を有
するガラスに分散されてなる非線形光学材料。 - 【請求項２】 一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体の微粒子が、前記半導体より大きな禁制帯幅を有
する非晶質窒化物に分散されてなる非線形光学材料。 - 【請求項３】 非晶質窒化物が、窒化ほう素，窒化ア
ルミニウム，窒化チタン，窒化ケイ素からなる群から選
ばれた少なくとも一種である請求項２記載の非線形光学
材料。 - 【請求項４】 ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微
粒子がガラスに分散された非線形光学材料を製造する方
法において、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物半導
体からなるターゲットと、前記半導体より大きな禁制帯
幅を有するガラスターゲットとを用いてスパッタリング
を行うことを特徴とする請求項１記載の非線形光学材料
の製造方法。 - 【請求項５】 一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体からなるターゲットが、ＩＩ族元素がカドミウム
または亜鉛であるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体と塩化カド
ミウムまたは塩化亜鉛とからなるターゲットである請求
項４記載の非線形光学材料の製造方法。 - 【請求項６】 ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微
粒子が非晶質窒化物に分散された非線形光学材料を製造
する方法において、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体からなるターゲットと、前記半導体より大きな
禁制帯幅を有する非晶質窒化物のターゲットとを用いて
スパッタリングを行うことを特徴とする請求項２記載の
非線形光学材料の製造方法。 - 【請求項７】 一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体からなるターゲットが、ＩＩ族元素がカドミウム
または亜鉛であるＩＩ−ＶＩ族化合物半導体と塩化カド
ミウムまたは塩化亜鉛とからなるターゲットである請求
項６記載の非線形光学材料の製造方法。 - 【請求項８】 ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体の半導体微
粒子が非晶質窒化物に分散された非線形光学材料を製造
する方法において、一部に塩素を含むＩＩ−ＶＩ族化合
物半導体からなるターゲットと、前記半導体より大きな
禁制帯幅を有する非晶質窒化物を構成する成分のうち窒
素を除く構成成分からなるターゲットとを用いて、ガス
中に窒素またはアンモニアから選ばれた少なくとも１種
のガスを含ませてスパッタリングを行うことを特徴とす
る請求項２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 |
|---|---|---|---|
| JP11857291A JPH04345136A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 非線形光学材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11857291A JPH04345136A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 非線形光学材料およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04345136A true JPH04345136A (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=14739920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11857291A Pending JPH04345136A (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 非線形光学材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04345136A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5955528A (en) * | 1996-07-04 | 1999-09-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Polymeric composite material and process for manufacturing the same |
-
1991
- 1991-05-23 JP JP11857291A patent/JPH04345136A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5955528A (en) * | 1996-07-04 | 1999-09-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Polymeric composite material and process for manufacturing the same |
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