Research for Far-infrared-Terahertz Quantum Cascade Lasers using Nitride-based Semiconductors

2008 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19206004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Applied materials science/Crystal engineering
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: HIRAYAMA Hideki The Institute of Physical and Chemical Research, テラヘルツ量子素子研究チーム, チームリーダー (70270593)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TERASHIMA Wataru 独立行政法人理化学研究所, テラヘルツ量子素子研究チーム, 研究員 (30450406) ; IKEDA Noriaki 独立行政法人理化学研究所, テラヘルツ量子素子研究チーム, 研究員 (90267477)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Keywords: テラヘルツ / 量子カスケードレーザ / 窒化物半導体 / 金属プラズモン導波路 / 分子線エピタキシー / サブバンド間遷移 / 自然放出光 / 電流注入

Research Abstract

窒化物半導体超格子を用いることにより、これまで未開拓周波数領域であった5-12THz帯量子カスケードレーザの開発を行った。原子層レベルで平坦なヘテロ界面を有するGaN/InAlGaN系無歪超格子量子カスケード構造の作製に成功した。また、GaN/AlGaN系量子カスケードレーザ構造を用い、世界で始めて電流注入による窒化物半導体からのテラヘルツ周波数帯のバンド内遷移発光を実現した。

Research Products

• [Journal Article] Design and fabrication of terahertz quantum cascade structure based on III-Nitride semiconductors (2009)
  • Author(s): W. Terashima, H. Hirayama
  • Journal Title: Physica Status Solidi (c) 6(S2) Pages: S615-S618
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ag-metal bonding condition for low-loss double-metal waveguide of terahertz quantum cascade laser (2008)
  • Author(s): L Ying, N. Horiuchi, H. Hirayama
  • Journal Title: Jap. J. Appl. Phys 47(10) Pages: 7926-7928
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Investigation of quantum cascade lasers based on III-nitride semiconductors in the terahertz frequency range (2008)
  • Author(s): Terashima W., Hirayama H.
  • Organizer: 33^<rd> International Conference on Infrared and Millimeter Waves, 16^<th> International Conference on Terahertz Electronics (IRMMW-THz 2008)
  • Place of Presentation: Pasadena California
  • Year and Date: 20080900
• [Presentation] Development of Deep-UV and terahertz semiconductor emitting devices and their applications (invited) (2007)
  • Author(s): Hirayama H.
  • Organizer: 13th International Micromachine/Nanotech Symposium
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 20070700
• [Book] 平成18年度光技術動向調査(量子カスケードレーザによる中赤外、テラヘルツ波の発生) (2007)
  • Author(s): 平山秀樹
  • Total Pages: 375-380