| Project/Area Number |
20H00353
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 30:Applied physics and engineering and related fields
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
亀井 利浩 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (90356824)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥46,670,000 (Direct Cost: ¥35,900,000、Indirect Cost: ¥10,770,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2020: ¥32,240,000 (Direct Cost: ¥24,800,000、Indirect Cost: ¥7,440,000)
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| Keywords | 面発光レーザー / エピタキシャル成長 / その場観察 / DBR / 酸化狭窄 / トンネル接合 / GaN / 導電性DBR / 電流狭窄 / 多層膜反射鏡 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、大口径・高出力青緑色面発光レーザーの開発を遂行する。具体的には、高出力化（30 mW）とビーム形状制御（放射角3°）を可能にする発光径大口径化（30 um）、発振波長の長波長化（500 nm）を高い再現性で実現する。導電性DBR、AlInN酸化層、GaN基板上高InNモル分率GaInN量子井戸、その場反射スペクトルによる共振波長制御を確立して、上記新規GaN系面発光レーザーを実現する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Novel structures and techniques towards large-aperture high-power bluegreen VCSELs have been established. High-quality (two orders of magnitude lower threading dislocation density) conducting DBRs were demonstrated by hydrogen cleaning. About-10-um-aperture LEDs (same as VCSELs) were demonstrated by GaN surface-oxidation current confinement. GaInN QWs emitting 540 nm without trench defects were obtained with 0.3 nm AlN cap layers, but the light output power was still 1/5 compared to the purple GaInN QWs in VCSELs, suggesting that further improvements are necessary. An accuracy of resonance wavelength control in VCSEL was improved to 0.5% (down to 1/4 compared to the previous case). The above structures and techniques open the door for a demonstration of Green VCSELs in the future.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、緑色VCSELの実証には至らなかったが、複数の要素構造・技術を確立した。さらなる発展により、緑色VCSEL実証が成し遂げられれば、低消費電力網膜走査ディスプレイ、低眩惑アダプティブヘッドライト、室内・水中光無線通信、ドローンなどの移動体や被災地への光無線給電、超小型バイオセンサーなどの光源として活用され、安心・安全社会実現に大きく貢献するだろう。学術的な観点からは、Inを含む半導体エピタキシャル成長技術、窒化物半導体酸化技術、そして、その場観察技術など、材料工学やデバイス工学の発展に寄与し、将来の光デバイスに留まらずパワーデバイス実現にも大きく貢献すると期待できる。
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