2023 Fiscal Year Annual Research Report
窒化物半導体スラブ型フォトニック結晶の品質改善と光集積回路への応用
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20K14788
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
田尻 武義 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00842949)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | III族窒化物半導体 / ナノフォトニクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は、レーザ援用光電気化学エッチング法を作製法とする場合に、窒化ガリウム（GaN）を材料とするスラブ型フォトニック結晶の微小共振器可視光レーザへの応用可能性について検証を行った。前年度は、本研究で開発してきたレーザ援用光電気化学エッチング法を用いることで、可視光領域で比較的高い光閉じ込め強度のGaNスラブ型フォトニック結晶共振器の作製が可能であることを明らかにした。当該年度では、レーザ動作の可能性を調べるために、その光学評価系の構築を行い、まずは簡易なディスク型共振器におけるレーザ動作の評価を行った。構築した評価系を用いて、作製したGaNディスク型共振器のパルス光励起を行ったところ、青色帯でのレーザ発振を確認した。また、レーザ閾値は、先行研究の最低閾値と同水準にあることから、レーザ評価指標の観点からも優れた共振器の作製が可能であることを明らかにした。当該年度内では、フォトニック結晶共振器においてレーザ発振は確認できていないが、今後の研究でその実現が期待できるものと考えている。
本研究では期間全体を通じて、レーザ援用光電気化学エッチングを作製法として新たに用いることで、光回路素子の基本構造となるGaNスラブ型フォトニック結晶の高品質化の可能性について検証を行った。同手法により、GaNスラブ型フォトニック結晶の下地にある窒化インジウムガリウム材料を選択的に除去することで、従来の光電気化学エッチング法より高い可視光の閉じ込め強度を持つ微小共振器の実現に成功した。本成果は、レーザ援用光電気化学エッチングがGaNスラブ型フォトニック結晶の高品質化に寄与することを示すものであり、同構造を基盤とする様々な可視光帯光回路素子の作製法として、その活用が期待される。
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