複合量子化半導体素子構造の開発とレーザー発振・吸収・利得特性の顕微透過計測

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10450113
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 秋山 英文 東京大学, 物性研究所, 助教授 (40251491)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 榊 裕之 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (90013226) ; 馬場 基芳 東京大学, 物性研究所, 教務職員 (60159077) ; 吉田 正裕 東京大学, 物性研究所, 助手 (30292759)
• Keywords: 量子構造 / 導波路 / 半導体 / 顕微 / レーザー

Research Abstract

複合量子化光導波路素子構造試料の設計、すなわち、光の閉じ込めを最適化した光導波路構造に、電子系の閉じ込めを行ったいわゆる量子井戸・細線・箱構造を組み込んで、光と電子との相互作用の制御や新物性研究に活用することをねらいとして、有限要素法による構造設計用プログラムを作製した。これを用いてリッジ型構造を例に、数値計算を行った。数値計算を行う前に試作した試料についても数値計算を行い、最適化を試みた構造との光閉じ込め係数の比較を行った。
一方、吸収・利得測定を行うため新たに、顕微透過測定系の開発を行った。評価する複合量子化素子構造は、光も2次元的に閉じ込められており、導波路断面積が非常に小さい。そのため、透過測定を行うには、対物レンズを用いた顕微計測技術と組み合わせた顕微透過計測手法を確立する必要がある。現在のところ、外部光の導波路への結合効率が非常に悪いため有効な透過計測がまだ実現されていない。
透過特性測定のプローブ光として、CWチタンサファイアレーザーを波長スキャンして用いることと、フェムト秒モード同期チタンサファイヤレーザーの出力光を光ファイバーに通し、自己位相変調効果により生成される白色光(広帯域光)を用いることの両方を準備している。前者については、コンピュータ上から波長スキャンを制御することが可能となっている。

Research Products

• [Publications] M.Yoshita: "Micro-photoluminescence characterization of cleaved edge overgrowth T-shaped InGaAs quantum wires" Journal of Applied Physics. 83. 3777-3783 (1998)
• [Publications] H.Akiyama: "One-dimensional excitons in GaAs quantum wires" Journal of Physics : Condensed Matter. 10. 3095-3139 (1998)
• [Publications] S.Watanabe: "Stimulated emission in ridge quantum wire laser structures measured with optical pumping and microscopic imaging methods" Applied Physics Letters. 73. 511-513 (1998)
• [Publications] M.Yoshita: "Application of solid immersion lens to high-spatial resolution photoluminescence imaging of GaAs quantum wells at low temperatures" Applied Physics Letters. 73. 635-637 (1998)
• [Publications] M.Yoshita: "Solid immersion photoluminescence microscopy on carrier diffusion and drift in facet-growth GaAs quantum wells" Applied Physics Letters. 73. 2965-2967 (1998)
• [Publications] K.Nordstrom: "Excitonic dynamical Franz-Keldysh effect" Physical Review Letters. 81. 457-460 (1998)