2000 Fiscal Year Annual Research Report
副格子交換エピタキシーを用いた化合物半導体非線形光学デバイスの開発
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11355004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
近藤 高志 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (60205557)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黄 晋二 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (50323663)
白木 靖寛 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (00206286)
伊藤 良一 明治大学, 理工学部, 教授 (40133102)
岡山 秀彰 沖電気, 光エレクトロニクス研究所, 研究員
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| Keywords | 非線形光学 / 波長変換 / 光第2高調波発生 / 差周波発生 / 化合物半導体 / 分極反転 / 疑似位相整合 / 導波路型デバイス |
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| Research Abstract |
1.AlGaAs導波層の平坦化
昨年度作製したデバイスは導波層のコルゲーションのために生じた大きな導波損が原因で効率が低下していたので,テンプレート上の再成長層を平坦化し,コルゲーションを抑制する方法について検討した。化学エッチング,あるいはCMPによる平坦化とMOVPEによる再成長による平坦化を試み,化学エッチングとMOVPEでは数nm程度,CMPでは1nm以下の平坦化が実現できた。
2.AlGaAs導波路型SHGデバイスの作製と評価
化学エッチング法によって平坦化したテンプレート上に導波路型AlGaAs疑似位相整合SHGデバイスを試作した。導波層のコルゲーションは20nm程度である。基本波波長1.55μmに対して設計した3次QPMデバイス(デバイス長1.0mm)でSHGの実験をおこなったところ,0.6%/Wの変換効率が得られた。チューニングカーブの半値全幅から見積った実効的な相互作用長は約0.6mmで,これに相当する導波損50dB/cmはほぼすべてコルゲーションによるものと結論できる。また,得られた効率は上記の導波損を考慮した計算値とよく一致しており,このことから,コルゲーションを1nm程度まで低減できれば,ほぼ理論値通りの効率のデバイスが実現できることがわかる。
以上の結果から,1000%/Wcm^2以上の極めて高い効率が得られる見通しが立ったといえる。現在,低導波損1次QPMデバイスを作製し,その特性評価をおこなっている。
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[Publications] S.Koh,T.Kondo,T.Ishiwada,H.Sawada,H.Ichinose,I.Shoji,and R.Ito: "Characterization of Sublattice-Reversed GaAs by Reflection High Energy Diffraction and Transmission Electron Microscopy"Physica E. 7. 876-880 (2000)
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[Publications] S.Nakatani,S.Kusano,T.Takahashi,K.Hirano,S.Koh,T.Kondo,and R.Ito: "Study of Sublattice Inversioon in GaAs/Ge/GaAs(001)Crystal by X-ray Diffraction"Appl.Surf.Sci.. 159-160. 256-259 (2000)
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[Publications] 近藤高志,黄晋二,伊藤良一: "AlGaAs系擬似位相整合デバイス-化合物半導体の副格子交換エピタキシー-"応用物理. 69. 543-547 (2000)
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[Publications] T.Kondo,S.Koh,and R.Ito: "Sublatice Reversal Epitaxy : A Novel Technique for Fabricating Domain Inverted Compound Semiconductor Structures"Sci.Tech.Advanced Materials. 1. 173-179 (2000)
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[Publications] N.Usami,Y.Azuma,T.Ujihara,G.Sazaki,K.Nakajima,Y.Yakabe,T.Kondo,S.Koh,Y.Shiraki,B.Zhang,Y.Segawa,and S.Kodama: "SiGe Bulk Crystal as a Lattice-Matched Substrate to GaAs for Solar Cell Applications"Appl.Phys.Lett.. 77. 3565-3567 (2000)
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[Publications] S.Koh,T.Kondo,Y.Shiraki,and R.Ito: "GaAs/Ge/GaAs Sublattice Reversal Epitaxy and its Application to Nonlinear Optical Devices"J.Cryst.Growth. (印刷中). (2001)
