2018 Fiscal Year Annual Research Report
Research and development on terahertz light emitting diodes
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16H04351
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
北田 貴弘 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 特任教授 (90283738)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森田 健 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (30448344)
熊谷 直人 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (40732152)
南 康夫 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 特任准教授 (60578368)
盧 翔孟 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 特任助教 (80708800)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 電子デバイス・機器 / テラヘルツ／赤外材料・素子 / 半導体非線形光学デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
半導体多層膜結合共振器を使った"テラヘルツLED"の実現を目的に研究を進めてきた。電流注入による赤外二波長レーザー発振と二次非線形光学効果による差周波発生を同一素子内で行うことを原理とする。室温動作の素子を目指して以下の内容に取り組んだ。
(001)と(113)Bエピウエハの直接接合による結合共振器薄膜を使った電流注入型面発光素子について、素子温度が二波長発振特性に及ぼす影響を詳細に調べた。大気雰囲気中で素子をマウントした試料ホルダを加熱すると、薄膜構造中での熱勾配により短波モードの発振が強くなる傾向がみられた。また、ストリークカメラを使った時間分解測定から、二波長発振の同時性も素子温度で調節可能であることを示唆する結果が得られた。
テラヘルツ波発生効率の向上を目指し、2つの(113)Bエピウエハを直接接合して結合共振器薄膜を作製し、メサ加工、電極形成等の素子プロセスを施して面発光素子を試作した。本素子では、双方の共振器層が非線形媒体として働き、かつ光学利得の異方性により二波長発振の偏波制御が期待できる。試作素子は、パルス電流注入で室温レーザー発振した。しかし、２つの共振器層厚の若干のずれにより、長波モードのみの発振しか得られなかった。偏波特性を調べたところ、二次の非線形光学効果には有利となる[33-2]方向に偏波した直線偏光とほぼ見なせる結果であった。
既存のフーリエ赤外分光装置に不具合があったため、高抵抗シリコンウエハをハーフミラーとしたマイケルソン干渉計を自作し、Ge光伝導検出器を使って分光計測できる測定系を新たに構築した。さらに、数百ヘルツの周期でバースト的にマイクロ秒以下のパルスを発生する電源を自作し、素子から生じるテラヘルツ波をロックイン検出できるようにした。二波長発振する素子について測定を試みたが、差周波発生による明瞭なテラヘルツ波信号の観測には至らなかった。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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