電子・フォノン・光の量子協奏がもたらす通信波長帯IV族半導体レーザー

• Project/Area Number: 23K26558
• Project/Area Number (Other): 23H01865 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30010:Crystal engineering-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 深津 晋 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (60199164)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 辰郎 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, 研究主幹 (40357984) ; 神野 莉衣奈 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (50915022) ; 安武 裕輔 東京大学, 大学院総合文化研究科, 技術専門職員 (10526726)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥19,110,000 (Direct Cost: ¥14,700,000、Indirect Cost: ¥4,410,000); Fiscal Year 2025: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2023: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
• Keywords: Geナノシート / 音響フォノン / 量子協奏 / Γ点バレー占有 / ユニポーラーレーザー

Outline of Research at the Start

IV族半導体超薄膜のナノシートは、形態特異性を反映した輸送特性からポストシリコンの呼び声が高い。一方、Geナノシートの環境はそれ自体がクリーンな量子閉じ込め系である。欠陥・不純物から解放されて間接遷移を忘れさせるGeナノシートの抜きん出た光学活性は、 構造制御の後ろ盾を得てバンドエンジニアリングにより進化が加速する。本研究ではGeナノシートにおけるバレー間散乱を利用して長年渇望されてきたIV族半導体レーザーの実現に挑む。電子と音響フォノンの量子協奏がもたらす非平衡ダイナミクスと電荷輸送の高度化を促し、電子移動度の増強そのものが光との協奏によって光発生機能強化に直結する戦略の下、「一挙両得」を狙う。