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偏光制御可能な多重波長量子カスケードレーザー

Research Project

Project/Area Number 18686028
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Electronic materials/Electric materials
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大谷 啓太  Tohoku University, 電気通信研究所, 助教 (40333893)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2007: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2006: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
Keywordsテラヘルツ / 赤外材料・素子 / 量子井戸 / 半導体物性 / 結晶成長 / サブバンド / レーザ / 発光ダイオード / 中赤外
Research Abstract

平成19年度な平成18年度に発振に成功したバンド間・サブバンド間2波長発振InAs/AlSb量子カスケードレーザーの高性能化を目指して研究を進めた。以下にその成果を示す。
(1)バンド間・サブバンド間2波長InAs/AlSb量子カスケードレーザーの波長領域の拡大
構造を詳細にデザインすると同時に、注入層のドーピング濃度を最適化することで、サブバンド間発振波長5.7μm,及び4.0μmでレーザー発振に成功し、本研究で開発した手法が他の構造でも有効であることを示した。いずれの構造でもバンド間発振波長は3.1μmであった。また選択エッチング等を用い、バンド間発光が電子注入側の導波路層で起こっていることを明らかにした。
(2)バンド間・サブバンド間2波長InAs/GaSb/AlSb量子カスケードレーザーの歪の制御
バンド間・サブバンド間2波長InAs/GaSb/AlSb量子カスケードレーザーではバンド間発光層導入により層数が増大するため、活性領域の歪の制御が重要になる。そこで選択する界面ボンドの種類と活性領域の歪、及び光学特性の関係について調べた。サブバンド間の発振波長が短波長になり、活性領域の総層数が増大するにつれて、In-Sb界面ボンドを増大させた方が全体の歪が減少し、サブバンド間発振波長が4μm以下の素子では、すべての界面でIn-Sbボンドを選択した場合歪が最も小さくなることがわかった。又エレクトロルミネッセンス等を測定し光学特性を調べたところ、In-Sb界面ボンドを形成することで実効的に井戸幅が1原子層程度広がり、構造をデザインする際に界面ボンドを考慮しなければならないことがわかった。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] Simultaneous lasing of interband and intersubband transitions in InAs/AlSb quantum cascade laser structures2008

    • Author(s)
      K. Ohtani, H. Ohnishi, and H. Ohno
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 92

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 量子カスケードレーザー用材料2008

    • Author(s)
      大谷啓太、大野英男
    • Journal Title

      レーザー研究 36

      Pages: 70-74

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Above room-temperature operation of InAs/AlGaSb superlattice quantum cascade lasers operating at 12 μm2007

    • Author(s)
      K. Ohtani, Y. Moriyasu, H. Ohnishi, and H. Ohno
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 90

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Room-temperature InAs/AlSb quantum-cascade laser operating at 8.9 μm2007

    • Author(s)
      K.Ohtani, K.Fujita, H.Ohno
    • Journal Title

      Electronics Letters Vol.49,No.3

      Pages: 520-522

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Photocurrent spectroscopy of InAs quantum-cascade laser structures2007

    • Author(s)
      K. Ohtani and H. Ohno
    • Organizer
      15th International Conference on Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors
    • Place of Presentation
      Tokyo University, Tokyo
    • Year and Date
      2007-07-24
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 量子カスケードレーザ2008

    • Inventor(s)
      森安嘉貴、大野英男、大谷啓太
    • Industrial Property Rights Holder
      森安嘉貴、大野英男、大谷啓太
    • Industrial Property Number
      2008-026653
    • Filing Date
      2008-02-06
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 量子カスケードレーザ2006

    • Inventor(s)
      森安嘉貴, 大野英男, 大谷啓太
    • Industrial Property Rights Holder
      森安嘉貴, 大野英男, 大谷啓太
    • Industrial Property Number
      2006-203239
    • Filing Date
      2006
    • Related Report
      2006 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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