1995 Fiscal Year Annual Research Report
歪量子細線を用いる多重極微共振器半導体レーザに関する研究
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07455418
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Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
荒井 滋久 東京工業大学, 量子効果エレクトロニクス研究センター, 教授 (30151137)
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| Keywords | 半導体レーザ / 量子細線レーザ / 歪量子細線 / 多重極微共振器レーザ / マイクロキャビティー / GaInAsP / InP / 長波長レーザ |
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| Research Abstract |
本研究は、半導体レーザの極限的低しきい値電流・高効率動作化を目指して考案した極微多重共振器半導体レーザの設計の論理的基盤および作製法を確立すると共に、歪量子細線を活性層に導入することにより、量子細線が量子薄膜をしのぐ利得特性を有することを実験的に検証することを目的として行ったものであり、本年度は以下の実績を得た。
(1)GaInAs半導体結晶をマスクとしてInP結晶を選択エッチングする方法において、形成される溝の形状の結晶方位依存性を明らかにすると共に、この方法を用いて幅約0.5μmの深い垂直溝(角度89度)を形成することに成功した。
(2)上の極微垂直溝形成法を用いて半導体共振器素子長3.9μm、共振器素子間隔1.2μmのGaInAsP/InP極微多重共振器半導体レーザ(共振器素子数12)を試作し、室温連続動作下で230A/cm^2の低電流密度発振を達成した。
(3)極微多重共振器半導体レーザの発振しきい値電流および微分量子効率の共振器素子長、および共振器素子間隔に対する依存性を理論解析し、極微多重共振器半導体レーザの設計指針を明らかにした。
(4)薄い単層歪量子薄膜上にそれと発光遷移波長が一致するように、幅15-28nm、周期70nmの単層歪量子細線を形成した歪量子細線レーザを試作し、その発振基礎特性の温度依存性を測定した結果、温度193K以下では同一ウェーハ上に作製した量子薄膜レーザよりも低しきい値電流、および高い微分量子効率で動作していることが初めて明かとなった。
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[Publications] Ki-Chul SHIN: "Low Threshold Current Density Operation of GaInAsP-InP Laser with Multiple Reflector Microcavities" IEEE Photonics Technology Letters. 7. 1119-1121 (1995)
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[Publications] Ki-Chul SHIN: "Temperature Dependence of Ga_<0.66>In_<0.34>As/InP Tensile-Strained Quaisi-Quantum-Wire Laser Fabricated by Wet Chemical Etching and 2-Step OMVPE Growth" IEEE Photonics Technology Letters. 7. 345-347 (1995)
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[Publications] Ki-Chul SHIN: "Fabrication and Low Threshold Current Density CW Operation of GaInAsP/InP Multiple-Reflector Micro-Cavity Laser" Optical and Quantum Electronics. 27. 12月号掲載 (1995)
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[Publications] Munehisa TAMURA: "Surface Damage in GaInAs/GaInAsP/InP Wire Structures Prepared by Substrate-Potential-Controlled Reactive Ion Beam Etching" Jpn. J. Appl. Phys.34. 3307-3308 (1995)
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[Publications] Munehisa TAMURA: "Stripe Direction Dependence of Mesa Angle Formed on(100)InP by Selective Etching using Hcl Solution" Jpn. J. Appl. Phys.35(4月号掲載予定). (1996)
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[Publications] Takashi KOJIMA: "Temperature Dependence of GaInAsP/InP Compressively-Strained Quantum-Wire Lasers Fabricated by EB-Lithography and 2-step OMVPE Growth" 8th Int. Conf. on InP and Related Materials. (4月発表予定). (1996)
