| Project/Area Number |
15656004
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Applied materials science/Crystal engineering
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤原 康文 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10181421)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 博 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (30133929)
竹田 美和 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20111932)
宮本 智之 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (70282861)
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| Project Period (FY) |
2003 – 2004
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2004)
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| Budget Amount *help |
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2003: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
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| Keywords | 希土類元素添加族半導体 / エルビウム / 原子レベル制御成長 / 固体光増幅器 / ダブルヘテロ構造 |
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| Research Abstract |
本研究では「希土類元素添加半導体」を次世代半導体光デバイスの基幹材料の一つとして位置づけ、希土類元素に起因する光学利得を電流注入下で観測し、電流励起による高効率新規固体光増幅器の実現可能性を探ることに最終ターゲットを設定する。高品質な希土類元素添加III-V族半導体の作製には、既に我々のグループで構築している原子レベル制御不純物添加技術(有機金属気相エピタキシャル(OMVPE)法を基盤としており、高い発光効率を示すように設計された希土類原子周辺局所構造を選択的に作り込むことが可能である。)を用いる。
我々は既に室温・電流注入下で動作するEr発光ダイオードの試作に成功している。本年度は、固体光増幅器への展開を目的に、その活性層に使われているEr, O共添加GaAsにおける非平衡キャリアダイナミクスとEr光励起断面積を調べた。得られた知見を以下にまとめる。
(1)非平衡キャリアダイナミクス:
フェムト秒レーザーを用いた光反射率測定により特徴的な光励起キャリア緩和過程を観測した。その寿命はピコ秒のオーダーであり、Er添加量に比例して減少した。
(2)Er光励起断面積:
発光強度のフォトンフラックス密度依存性および時間展開を解析することにより得られたEr光励起断面積はフォトンフラックスに依存し、低フラックス領域では10^<-16>cm^2程度であり、実用化されているEr添加光ファイバ増幅器のものと比較して、4〜5桁高かった。一方、高フラックス領域では低フラックス領域に比べて、1桁程度、励起断面積が減少した。このことはオージェ過程の存在を示唆している。
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