Temperature independent quantum dot laser fabricated by Bismuth related compound semiconductors

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04914
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30010:Crystal engineering-related
• Research Institution: National Institute of Information and Communications Technology
• Principal Investigator: Akahane Kouichi 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワーク研究所フォトニックICT研究センター, 室長 (50359072)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 富永 依里子 広島大学, 先進理工系科学研究科(先), 准教授 (40634936)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 量子ドット / 分子線エピタキシー / ビスマス / 半導体レーザ

Outline of Final Research Achievements

In this study, the dilute Bismide compound semiconductors related to GaAs and InP were investigated. This result applied to fabrication of quantum dot (QD) lasers. In the InAs/InGaAsP QD lasers, the irradiation of Bi suppressed the emission wavelength shift depending on temperature. On the other hand, the dependence of threshold current was degraded with Bi irradiation. So, we think that the wavelength shifts and increase of threshold current with increasing temperature can be suppressed by optimizing growth condition for larger Bi incorporation.

Free Research Field

光エレクトロニクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では半導体量子ドットレーザの作製の際、Bi原子を照射することにより、レーザ発振波長の温度依存性を押さえることが出来ることを見出した。これは半導体レーザの発振波長の温度依存性を材料レベルで制御した結果として学術的意義は大きい。また、この技術を発展させ、半導体レーザの動作波長や動作電流を温度無依存にできれば、冷却機構を不要にでき、情報通信などで使われるレーザ装置に関する消費電力を大幅に低減できると考えられ、社会的意義が大きい。