微細・ナノ加工
カラーセンター形成
フェムト秒レーザー書き込みはSiCとGaNに空孔関連カラーセンターを作り、量子技術に使う。
製品紹介
レーザー書き込みカラーセンター
カラーセンターのレーザー書き込みの図（左）、レーザー書き込みカラーセンターのアレイを含む炭化ケイ素（右）。提供：RMIT University, Melbourne.
カラーセンターが重要な理由
ワイドバンドギャップ半導体中のカラーセンターは、単一光子源を生成でき、あるいはスピン量子ビットとして、また量子センシング用途に用い得るため、量子技術において重要である。フェムト秒レーザー描画は、炭化ケイ素（SiC）および窒化ガリウム（GaN）における空孔関連カラーセンター形成を可能にし、可視から赤外にわたるフォトルミネセンスを生じさせる。
色の形成過程
カラーセンター形成の過程は、通常は透明な材料中で、捕獲された電子または正孔と結びついた点欠陥または点欠陥クラスターを含む。欠陥の電子基底状態がレーザー光の吸収によってより高いエネルギー状態へと励起されると、これらのカラーセンターは固体を着色させる。
PHAROSで書き込んだSiCアレイ
515 nmの波長および230 fsのパルス幅をもつPHAROSレーザーを用い、RMIT Universityの研究者は、500 nmの共焦点回折限界内での高い局在性と最小限の材料損傷をもって、SiC中にシリコン空孔欠陥の大規模アレイを作製した。形成されたカラーセンターの数はレーザー作製エネルギーに対してべき乗則スケーリングを示し、光誘起イオン化がカラーセンターを生成することを示している。カラーセンターアレイは量子応用において決定的な役割を果たす。CARBIDEおよびPHAROSフェムト秒レーザーはいずれも、ワイドバンドギャップ半導体中にカラーセンターを生成するために適用できる。
