2000 Fiscal Year Annual Research Report

強磁性体-半導体接合を用いたスピン偏極電子注入の研究

Research Project

Project/Area Number	11450023
Research Institution	Yamagata University
Principal Investigator	河口仁司山形大学, 工学部, 教授 (40211180)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	高橋豊山形大学, 工学部, 助教授 (00260456)
Keywords	半導体レーザ / 光双安定 / 面発光半導体レーザ / 偏光スイッチング / RZ / NRZ変換 / 量子井戸 / スピン偏極電子 / スピン緩和
Research Abstract	面発光半導体レーザの発振偏光の双安定性の起源、および双安定性を用いた全光型信号処理さらに、スピン偏極電子の緩和に関する研究を行い、以下の点について具体的な成果を得た。 (1)面発光半導体レーザの発振偏光の双安定性の起源正方形の導波構造をもつ面発光半導体レーザに存在する、偏光が直交する2つの構造モード間の双安定性について理論的に検討した。その結果、バルク活性層、多重量子井戸構造(MQW)活性層のどちらにおいても、スペクトルホールバーニングから生ずる双安定性が存在し、特に、MQW活性層をもつ半導体レーザでは顕著になることがわかった。面発光半導体レーザでは、2つの固有モードに対し、線形利得が等しいので、偏光双安定性を得るためには理想的な構造といえる。 (2)全光型RZ→NRZ変換、NRZ→RZ変換面発光半導体レーザの偏光双安定性を利用した、全光型のRZ-NRZ、NRZ-RZ変換を実験的に確認した。RZ-NRZ変換に対しては、ビットレート1Gbit/sでの動作を実現した。この時、入出力光強度が十数μWであるのに対して出力光強度が約600μWと、入出力光間に約15dBの利得を持つことを確認した。また、レート方程式を用いて各動作の数値解析を行い、数十Gbit/sのビットレートを持つピコ秒光パルス信号に対し、RZ-NRZ、NRZ-RZ変換が可能であることを示した。 (3)InGaAs/GaAs量子井戸におけるスピン偏極電子の緩和スピン偏極電子の伝導に関する研究を行うため、Al_<0.1>Ga_<0.9>As層を持つInGaAs/GaAs量子井戸を作製した。研究の第一段階として、量子井戸の発光のスピン緩和を測定した。その結果、スピン偏極電子がp-n接合やヘテロ接合を通して輸送されても、スピン偏極はかなり保存されることがわかった。

Research Products
(10 results)

All Other

All Publications (10 results)

[Publications] H.Kawaguchi,Y.Yamayoshi,and K.Tamura,: "All-Optical Format Conversion Using an Ultrafast Polarization Bistable Vertical-Cavity Surface Emitting Laser"CLEO 2000. CWU2. 379-380 (2000)
[Publications] H.Kawaguchi: "All-Optical Demultiplexing and Format Conversion using an Ultrafast Polarization Bistable VCSEL"2000 2^<nd> International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON 2000). Th.A.I. 207-210 (2000)
[Publications] Y.Takahashi and H.Kawaguchi: "Polarization-Dependent Gain Saturations in Quantum-Well Lasers"IEEE J.Quantum Electron.. Vol.36,No.7. 864-871 (2000)
[Publications] Y.Takahashi and H.Kawaguchi: "Polarization-Dependent Gain Saturations in Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers"Extended Abstracts of the 2000 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2000). 80-81 (2000)
[Publications] 田村和丈,山吉康弘,河口仁司: "超高速偏光双安定面発光半導体レーザを用いた全光型信号処理"信学技報. LQE2000-42. 25-30 (2000)
[Publications] H.Kawaguchi,Y.Yamayoshi,and K.Tamura: "All-Optical RZ to NRZ Format Conversion Using an Ultrafast Polarization Bistable Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser"IEEE Lasers and Electro-Optics Society 2000 Annual Meeting LEOS 2000. Vol.2. 575-676 (2000)
[Publications] 田村和丈,山吉康弘,河口仁司: "符号化光トリガ入力を用いた面発光半導体レーザの全光型フリップ・フロップ動作"平成13年春季第48回応用物理学関係連合講演会講演予稿集. 分冊3 28P-YF-8. (2001)
[Publications] M.Iwamoto,T.Kawazoe,Y.Takahashi,Y.Kawamura,and H.Kawaguchi: "Spin Relaxation Time of the Spin-Polarized Electrons Transmitting through the P-N Junction"The 7th Internationl Workshop on Femtosecond Technology (FST 2000). 68 (2000)
[Publications] 岩本昌熙,高橋豊,河村裕一,河口仁司: "光励起スピン偏極電子のスピン輸送緩和特性"平成13年春季第48回応用物理学関係連合講演会講演予稿集. 分冊3 28P-YD-7. (2001)
[Publications] 佐藤裕一,山吉康弘,河口仁司: "高周波スパッタ法により作製したGaAs基板上CoCr薄膜の磁気特性"第55回学術講演会講演予稿集、応用物理学会東北支部. (発表予定). 8-9 (2000)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

強磁性体-半導体接合を用いたスピン偏極電子注入の研究

Principal Investigator

河口 仁司 山形大学, 工学部, 教授 (40211180)

Research Products

[Publications] H.Kawaguchi,Y.Yamayoshi,and K.Tamura,: "All-Optical Format Conversion Using an Ultrafast Polarization Bistable Vertical-Cavity Surface Emitting Laser"CLEO 2000. CWU2. 379-380 (2000)

[Publications] H.Kawaguchi: "All-Optical Demultiplexing and Format Conversion using an Ultrafast Polarization Bistable VCSEL"2000 2^<nd> International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON 2000). Th.A.I. 207-210 (2000)

[Publications] Y.Takahashi and H.Kawaguchi: "Polarization-Dependent Gain Saturations in Quantum-Well Lasers"IEEE J.Quantum Electron.. Vol.36,No.7. 864-871 (2000)

[Publications] Y.Takahashi and H.Kawaguchi: "Polarization-Dependent Gain Saturations in Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers"Extended Abstracts of the 2000 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2000). 80-81 (2000)

[Publications] 田村和丈,山吉康弘,河口仁司: "超高速偏光双安定面発光半導体レーザを用いた全光型信号処理"信学技報. LQE2000-42. 25-30 (2000)

[Publications] H.Kawaguchi,Y.Yamayoshi,and K.Tamura: "All-Optical RZ to NRZ Format Conversion Using an Ultrafast Polarization Bistable Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser"IEEE Lasers and Electro-Optics Society 2000 Annual Meeting LEOS 2000. Vol.2. 575-676 (2000)

[Publications] 田村和丈,山吉康弘,河口仁司: "符号化光トリガ入力を用いた面発光半導体レーザの全光型フリップ・フロップ動作"平成13年春季第48回応用物理学関係連合講演会講演予稿集. 分冊3 28P-YF-8. (2001)

[Publications] M.Iwamoto,T.Kawazoe,Y.Takahashi,Y.Kawamura,and H.Kawaguchi: "Spin Relaxation Time of the Spin-Polarized Electrons Transmitting through the P-N Junction"The 7th Internationl Workshop on Femtosecond Technology (FST 2000). 68 (2000)

[Publications] 岩本昌熙,高橋豊,河村裕一,河口仁司: "光励起スピン偏極電子のスピン輸送緩和特性"平成13年春季第48回応用物理学関係連合講演会講演予稿集. 分冊3 28P-YD-7. (2001)

[Publications] 佐藤裕一,山吉康弘,河口仁司: "高周波スパッタ法により作製したGaAs基板上CoCr薄膜の磁気特性"第55回学術講演会講演予稿集、応用物理学会東北支部. (発表予定). 8-9 (2000)

河口仁司山形大学, 工学部, 教授 (40211180)