1994 Fiscal Year Annual Research Report
2次元プラズモンを用いた高効率テラヘルツ光エミッタの試作
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06555003
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Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
平川 一彦 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10183097)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三上 修 NTT光エレクトロニクス研究所, 主任研究員
斎藤 敏夫 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (90170513)
ファーソル G. 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10251472)
生駒 俊明 東京大学, 生産技術研究所, 客員教授 (80013118)
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| Keywords | テラヘルツ光 / 遠赤外光 / 半導体ヘテロ構造 / プラズモン / ホットエレクトロン / ガリウムひ素 |
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| Research Abstract |
1.テラヘルツ光検出システムの構築 本年度は,主に、半導体ヘテロ構造中の2次元プラズモンからのテラヘルツ光発光強度,およびそのスペクトルを精密測定できるシステムを構築することを予定して、研究を進めてきた。また、テラヘルツ光フィルターとなる高移動度AlGaAs/GaAsヘテロ構造の成長、およびフィルターの透過、吸収測定をフーリエ分光法を用いて較正できるシステムを構築し、その吸収特性を評価している。2.2次元電子プラズマからのテラヘルツ光発光AlGaAs/GaAsヘテロ構造表面に数ミクロンオーダーの微細金属グレーティングを形成した試料からの2次元電子プラズモンによるテラヘルツ光発光の基礎実験を、プリンストン大学との共同研究により行い、0.5-1.3THz近傍の周波数領域に狭帯域の発光を観測した。2次元電子プラズモン発光強度と入力電気パワーを詳細に検討した結果、波数の異なるホットなプラズマモード間の熱力学的温度は一致していること、さらに電子-電子相互作用は極めて短い時定数で効率よく電子系を平衡状態に導くこと、などがわかってきた。3.金属グレーティング結合器の理論と構造最適化 実験的研究に平行して、金属グレーティング結合器、およびAlGaAs/GaAsヘテロ構造の構造最適化についての、理論的検討についても開始した。その中で、従来の2次元プラズモン発光の発光波長に関する理論は不十分であり、精密に電磁界分布を計算する必要があること、また発光強度の理論には誤りがあり、従来の素子構造ではmWオーダーの発光強度を得ることは困難であること等が明らかになってきた。今後、素子構造の変更、および最適化を考慮していく予定である。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] K.Hirakawa: "FIR emission spectroscopy as a diagnostic tool for hot carrier phenomena in semiconductor heterostructures" Proc.of 19th Intl.Conf.on Infrared and MM Waves. 47-48 (1994)
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[Publications] 平川一彦: "Blackbody Radiation from hot two-dimensional electrons in AlGaAs/GaAs heterojunctions" 生産研究. 44. 17-21 (1994)
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[Publications] J.J.Heremans: "Mobility anisotropy of two-dimensional hole systems in(311)A GaAs/AlGaAs heterojunctions" Journal of Applied Physics. 76. 1980-1982 (1994)
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[Publications] K.Agawa: "Electrical properties of heavily Si-doped(311)A GaAs grown by molecular beam epitaxy" Applied Physics Letters. 65. 1171-1173 (1994)
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[Publications] K.Agawa: "Heavy p-and n-type doping with Si on(311)A GaAs substrates by molecular beam epitaxy" IEICE Transactions on Electronics. E77-C. 1408-1413 (1994)
