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光・電子・無線機能集積のための半導体ヘテロ機能デバイスの開発

Research Project

Project/Area Number 10J09593
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

白尾 瑞基  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2010 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords半導体レーザ / トランジスタレーザ / AlGaInAs/InP / 埋め込みヘテロ構造
Research Abstract

電子・無線・光領域をシームレスに接続する事が可能な素子として、THz-光信号直接変換技術及び3電気端子を有する光増幅器・光源などの研究を行っている。昨年度は、特に次世代システムにおいて利用可能な、3電気端子を有する長波長帯トランジスタレーザ(TL)の実現に向け、理論解析・素子作製を行った。理論解析においてはLDの動作速度制限の要因であるキャリア輸送に伴う利得低下の影響がTLにおいて低減可能であると示し、その優位性を示した。適切な設計を行うことでLDでは実現困難な100Gb/sを越える変調速度を実現する事が可能であることを示し、キャリア引き抜きによる消費電力増加と変調帯域の評価を行うことで他の変調方式と比べて低い消費電力で40GHz程度の変調速度を実現できると述べた。
一方、素子作製に向けては、昨年度までに達成してきたAlGaInAs/InP埋め込みヘテロ構造形成法・数値計算による設計を元に、pnp型及びnpn型のTL作製を行った。ストライプ幅1.8μm、共振器長500μmのp/n/p型のTLにおいてしきい値エミッタ電流密度J_<Eth>=1.9kA/cm^2、注入効率47%などを実現し、室温連続発振動作及びコレクタ電圧による光出力制御を得た。次に、npn型TLの室温パルス発振を達成し、しきい値ベース電流18mA、しきい値エミッタ電流150mA、しきい値における電流利得7.3を観測し、変調帯域増大に不可欠な電流増幅とレーザ発振を長波長帯TLとして初めて実現した。本素子は、別個の素子を同一チップ上に集積する光電子集積回路(OEIC)などとは異なり、異種デバイス融合による単一素子への集積化であり、シンプルかつ高性能デバイスとして情報通信ネットワーク発展に大いに貢献できると考えている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

電子・無線。光領域をシームレスに接続する新素子として、光-THz直接変換素子に関する基礎実験、高速・多機能動作が可能な長波長帯トランジスタレーザ室温動作を達成した。本研究課題は今年度で終了となるが、これまでの結果により、研究目的である次世代システムに利用可能な新規素子開発に成功したと言える。

Report

(2 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] Room-Temperature Continuous-Wave Operation of 1.3-μm Transistor Laser with AlGaInAs/InP Quantum Wells2011

    • Author(s)
      白尾瑞基
    • Journal Title

      Appl.Phys.Express

      Volume: 4 Issue: 7 Pages: 072101-072101

    • DOI

      10.1143/apex.4.072101

    • NAID

      10029239379

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regrowth Interface Quality Dependence on Thermal Cleaning of AlGaInAs/InP Buried-Heterostructure Lasers2011

    • Author(s)
      瀧野祐太
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys.

      Volume: 50 Issue: 7R Pages: 070203-070203

    • DOI

      10.1143/jjap.50.070203

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Large-Signal Analysis of a Transistor Laser2011

    • Author(s)
      白尾瑞基
    • Journal Title

      IEEE J.Quantum Electron.

      Volume: 47 Pages: 359-367

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
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  • [Presentation] AlInAs酸化狭窄層を有するGaInAsP/InP-Siハイブリッドレーザの構造設計2011

    • Author(s)
      長部亮
    • Organizer
      第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形県
    • Year and Date
      2011-09-01
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ICP-RIEを用いたAlGaInAs/InP埋め込みヘテロ構造レーザ2011

    • Author(s)
      佐藤憲明
    • Organizer
      第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形県
    • Year and Date
      2011-09-01
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    • Author(s)
      佐藤孝司
    • Organizer
      第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形県
    • Year and Date
      2011-09-01
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    • Author(s)
      白尾瑞基
    • Organizer
      CLEO Pacific Rim.
    • Place of Presentation
      Australia Sydney
    • Year and Date
      2011-08-30
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] CW Operation of a 1.3 μm Wavelength AlGaInAs/InP Buried-Heterostructure Transistor Laser2011

    • Author(s)
      白尾瑞基
    • Organizer
      LQE2011
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      2011-08-26
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  • [Presentation] Wide Bandwidth (>25Gbit/s) Modulation of Low Power Consumption Distributed Reflector Lasers with Wire-like Active Region2011

    • Author(s)
      西山伸彦
    • Organizer
      IEICE-LQE2011-06-30
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2011-06-30
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  • [Presentation] Effect of Thermal Cleaning on Regrowth Interface Quality of AlGaInAs/InP Buried Heterostructure Lasers2011

    • Author(s)
      佐藤憲明
    • Organizer
      ISCS2011
    • Place of Presentation
      German Berlin
    • Year and Date
      2011-05-26
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Lasing Operation of Long-Wavelength Transistor Laser Using AlGaInAs/InP Quantum Well Active Region2011

    • Author(s)
      白尾瑞基
    • Organizer
      IPRM2011
    • Place of Presentation
      German Berlin
    • Year and Date
      2011-05-24
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Lasing Operation of Long-Wavelength Transistor Laser Using AlGaInAs/InP Quantum Well Active Region2011

    • Author(s)
      Mizuki Shirao
    • Organizer
      23rd International Conference on Indium Phosphide and Related Materials (IPRM2011)
    • Place of Presentation
      Berlin, Germany
    • Year and Date
      2011-05-24
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Thermal Cleaning on Regrowth Interface Quality of AlGaInAs/InP Buried Heterostructure Lasers2011

    • Author(s)
      Noriaki Sato
    • Organizer
      38th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS2011)
    • Place of Presentation
      Berlin, Germany
    • Year and Date
      2011-05-23
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 3端子を有するヘテロ接合バイポーラトランジスタ型SOAの数値解析2011

    • Author(s)
      白尾瑞基
    • Organizer
      春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県
    • Year and Date
      2011-03-27
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] AlGaInAs/InP埋め込みヘテロ構造レーザにおけるサーマルクリーニング中温度の再成長界面品質に対する影響2011

    • Author(s)
      佐藤憲明
    • Organizer
      春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県
    • Year and Date
      2011-03-26
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 1.3-μm帯pnp-AlGaInAs/InPレーザトランジスタの室温連続動作2011

    • Author(s)
      佐藤孝司
    • Organizer
      春季第58回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      神奈川県
    • Year and Date
      2011-03-26
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] AlGaInAs/InP埋め込みヘテロ構造レーザにおけるサーマルクリーニング中雰囲気の再成長界面品質に対する影響2010

    • Author(s)
      瀧野祐太
    • Organizer
      第71回 応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      長崎県
    • Year and Date
      2010-08-19
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Large Signal Analysis of AlGaInAs/InP Laser Transistor2010

    • Author(s)
      白尾瑞基
    • Organizer
      CLEO/IQEC 2010
    • Place of Presentation
      San Jose, CA, USA
    • Year and Date
      2010-05-17
    • Related Report
      2010 Annual Research Report

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Published: 2010-12-03   Modified: 2024-03-26  

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