表面プラズモンを用いた金属中の自由電子励起による光検出

摘要

表面プラズモンや近接場光を利用した光通信デバイスは，回折限界に制約されないため高密度集積が可能となり，新しい光電子集積回路の要素部品として注目されている．本論文では，表面プラズモンを応用した光検出器開発の一環として，金属ナノロッドを用いたショットキーダイオード作製し，その光応答電流特性を評価した．光照射により金属中の自由電子を直接励起し，光電流として検出した．電子励起は金属薄膜上の金属ナノロッドで励起された局在表面プラズモンにより強められ，光電流が増大されることを確認した．本結果より，ショットキー障壁を用いた表面プラズモン検出の可能性を見出せた．%Photonic devices employing surface plasmons and optical near field are being actively developed as components of new opto-electronic integrated circuit in many laboratories because these devices are possibly with high density integrated beyond the diffraction limit of light. A schottky-type light detector composed of metal and semiconductor has been fabricated and demonstrated for development of light detector employing surface plasmons. Free electrons in metal were directly excited by incident light and detected as photocurrent. This excitation was enhanced by localized surface plasmon induced at the metal nanorods attached to the metal. These experimental results indicate the feasibility of surface plasmon detector using schottky-junction and metal nanorods.