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分散量子ドットによる超広帯域可視・赤外光デバイスの作製

Research Project

Project/Area Number 16656107
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

竹田 美和  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20111932)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田渕 雅夫  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (90222124)
大渕 博宣  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (40312996)
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2004: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywords量子ドット / 白色LED / 有機金属気相成長法 / III-V族化合物半導体 / 発光素子 / 液滴ヘテロエピタキシー法 / 受光素子
Research Abstract

有機金属気相エピタキシャル成長法における液滴ヘテロエピタキシーにより、サイズ分布を大きく広げた量子ドットを持つ発光領域を作り、極めて広帯域の発光素子、光増幅素子、および受光素子を作製し、ユニークなデバイス群を生み出すことを目的とした。InP上のInAs量子ドットを持つpn接合により、0.9μmから2.2μmに及ぶ赤外域の「白色光源」とも言える発光素子の動作に室温において成功した。これを元に、極めて広帯域の光素子へと展開し、更には超多モードの半導体レーザをも視野に入れて開発を進めた。
InP基板上のInAs量子ドットの液滴ヘテロエピタキシーを中心に成長を行って来たが、InPに格子整合するGaInAsPやAlInAsを障壁層とする分散量子ドットも作製し、いずれも発光ダイオードの動作に成功した。それぞれ、濡れ性の違いによるサイズ分布の違いや界面における組成傾斜の違いなどから、InP上のInAs量子ドットのサイズ分布が異なり、更に長波長域のカバー(GaInAsP上)が実現され、2.5μmを越える発光(AlInAs上)も得られた。
他の材料系への展開として、GaAs基板に格子整合するGaInPを障壁層とするInPドットにより可視-赤外域の光デバイスを作製した。
量子ドット活性層を1層で発光デバイスを作製しているが、この発光スペクトルの絶対強度測定を行い、電流注入発光で、20μWの光強度を得た。これをmWクラスのデバイスとするには、多層化およびドット密度の更なる向上が必要であることが明らかとなった。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (10 results)

  • [Journal Article] Pattern size effect on source supply process for sub-micrometer scale selective-area-growth by organometallic vapor phase epitaxy2006

    • Author(s)
      T.Ujihara, Y.Yoshida, W-S.Lee, Y.Takeda
    • Journal Title

      J.Cryst.Growth 289

      Pages: 89-95

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] The wideband light-emission aroun 800nm deom ternary InAsP quantum dots with an intentionally broadened size and composition distribuion2006

    • Author(s)
      S.Miyake, W.S.Lee, T.Ujihara, Y.Takeda
    • Journal Title

      The Indium Phosphide and Related Materials Conference (IPRM06) 18

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Investigation of Hetero-Interfaces formed in InP/GaInAs/InP Structures with Different Growth Rates2006

    • Author(s)
      Y.Ohtake, T.Eguchi, S.Miyake, W.S.Lee, M.Tabuchi, Y.Takeda
    • Journal Title

      The Indium Phosphide and Related Materials Conference (IPRM06) 18

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] メサ構造InPテンプレート基板へのInAs量子ドットの成長とサイズ制御2005

    • Author(s)
      宇治原 徹, 吉田義浩, 李祐植, 竹田美和
    • Journal Title

      信学技報 ED-105

      Pages: 23-26

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Analytical evaluation of growth process in a sub-micron scale selective-area growth by OMVPE2005

    • Author(s)
      T.Ujihara, Y.Yoshida, W.S.Lee, R.Oga, Y.Takeda
    • Journal Title

      The Indium Phosphide and Related Materials Conference (IPRM05) 17

      Pages: 112-112

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 選択成長により形成したInPメサ構造へのドットの形成とサイズ均一性の向上2005

    • Author(s)
      宇治原徹, 吉田義浩, 李祐植, 竹田美和
    • Journal Title

      応用物理学会学術講演会 66

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Fabrication of InAs quantum dots by droplet heteroepitaxy on periodic arrays of InP nanopyramids2004

    • Author(s)
      Y.Yoshida, R.Oga, W.S.Lee, Y.Fujiwara, Y.Takeda
    • Journal Title

      Thin Solid Films 464-465

      Pages: 240-243

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] X線 CTR散乱法と断面STMによるヘテロ界面形成過程の考察-OMVPE法によるInP/IhGaAs/INPの形成-2004

    • Author(s)
      竹田美和, 田渕雅夫, 大賀涼, 山川市朗, 中村新男
    • Journal Title

      信学技報 CPM2004-40

      Pages: 53-57

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Size dependence of the work function in InAs quantum dots on GaAs(001) as studied by Kelvin force probe microscopyc2004

    • Author(s)
      T.Yamauchi, M.Tabuchi, A.Nakamura
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 84(19)

      Pages: 3834-3836

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Atomic-scale observation of interfacial roughness and As-Pexchange in InGaAs/InP multiple quantum wellsc2004

    • Author(s)
      I.Yamakawa, R.Oga, Y.Fujiwara, Y.Takeda, A.Nakamura
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 84(22)

      Pages: 4436-4438

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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