2017 Fiscal Year Annual Research Report
Electron beam excited nitride-based UV laser
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15H02019
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
岩谷 素顕 名城大学, 理工学部, 准教授 (40367735)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上山 智 名城大学, 理工学部, 教授 (10340291)
松本 貴裕 名古屋市立大学, 大学院芸術工学研究科, 教授 (10422742)
竹内 哲也 名城大学, 理工学部, 教授 (10583817)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 電子線 / 窒化ガリウム / 窒化アルミニウム / レーザ / 光共振器 / ウェットエッチング / 低閾値 / 光強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、電子線を励起源とするAlGaN/GaN系の紫外線レーザを実現することを目標に研究を行った。レーザ発振に必要な電子線装置を実現すること、レーザ発振可能な高品質な結晶を作製すること、さらに光共振器を形成することが当初の課題としてあり、それらを研究代表者を中心に最適化を進めた。
結果として、当初の目的通りAlGaN/GaN系量子井戸構造を用いることによって、350nm帯のレーザ発振をこの波長域で世界で初めての発振を実現した。さらに学術的な理解を進めるために電子線の加速電圧や活性層の構造に関してデバイスシミュレータ、電子線のシミュレータの活用、さらには実験的な検証によって低閾値で発振するのに必要な構造の検討を行った。これらの検討を進めるにしたがって光出力もmWを超える高出力化が達成された。
また光励起との比較をはじめとして様々な検討を行うことによって電子線励起レーザの有用性を検討した。
また、付帯的な成果として高品質なAlGaN結晶の実現、従来困難とされていたAlGaN系材料のウェットエッチング法の確立、さらには高感度な受光素子の実現などの成果を達成した。
今後は、さらなる短波長レーザの実現などの課題が残されている。2017年度の研究によって光励起では280nm帯のレーザを実現することができた。その一方で、350nm帯のレーザとはレーザ発振に必要な光励起パワー密度が高いという課題が残されており、結晶品質のさらなる向上、さらには光学ロスの低減などが必要であると考えられる。
以上のように、本研究課題は当初の研究目的を達成し、さらに付随した成果を得た。その一方で、さらに本研究を発展させ、最終的に実用化可能なデバイスとして発展させることが重要だと思われる。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Electron beam excitation of ultraviolet laser using a GaN/AlGaN multi quantum well active layer2017
Author(s)
Takafumi Hayashi, Lin Dong, Yuta Kawase, Noriaki Nagata, Takashi Senga, Sho Iwayama, Motoaki Iwaya, Tetsuya Takeuchi, Satoshi Kamiyama, Isamu Akasaki, and Takahiro Matsumoto
Organizer
The 8th Asia-Pacific Workshop on Widegap Semiconductors
Int'l Joint Research
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