2021 Fiscal Year Research-status Report
Exploring novel dilute nitride and bismide quantum light source innovating optical communications
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21KK0068
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
石川 史太郎 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (60456994)
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| 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)
樋浦 諭志 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (30799680)
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| Project Period (FY) |
2021-10-07 – 2025-03-31
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| Keywords | 化合物半導体 / 希釈窒化物 / 希釈ビスマス / ナノ構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、通信帯域光源として期待できる希釈窒素・希釈ビスマス量子ナノ構造の新展開を目指し、未開拓の成長条件、構造探求を行う。初年度は高品質な希釈窒素・ビスマス混晶ナノワイヤの成長に取り組み、その条件探求と最適化から、成長条件の確立に取り組んだ。その結果、初めてGaNAsBiを有するナノワイヤの合成とその特性評価を行い、論文報告を行うことができた。同結晶の断面構造は300nmの直径の中で高精度な六角形のコアーマルチシェル型多重積層構造を有し、GaAs/GaNAsBi/GaAs量子井戸を形成していることを確認できた。同結果は、これまでBi導入のみでは歪の影響による大きな構造変形が発生した問題を、窒素を適切な量導入することで歪を補償させることで解決できることを示した。同試料からは通信帯域の1.2μmを超える赤外域の室温発光を得ることに成功し、その通信光源としての有望性を示すことができた。同結果は連携するリンショピン大学研究者らとの共同で光学特性を確かめ、成長条件はシェフィールド大学研究者との協議のもと良好な結晶が得られる成長条件を構築した。こららの取り組みのもと共同研究成果として論文報告を行うことができ、国際連携の強化に資する成果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
高品質な希釈窒素・ビスマス混晶ナノワイヤの成長に成功した。同結晶の断面構造は300nmの直径の中で高精度な六角形のコアーマルチシェル型多重積層構造を有し、GaAs/GaNAsBi/GaAs量子井戸を形成していることを確認できた。同結果は、これまでBi導入のみでは歪の影響による大きな構造変形が発生した問題を、窒素を適切な量導入することで歪を補償させることで解決できることを示した。同試料からは通信帯域の1.2μmを超える赤外域の室温発光を得ることに成功し、その通信光源としての有望性を示すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に得られたGaNAｓBiナノワイヤ成長条件を基盤に、さらに有用な光源としての材料開発と特性把握に努める。また、より詳細な物性評価からその応用へむけた課題抽出と同材料ならではの有効性を把握していく。具体的な課題としては、ファイバー通信に適した発光波長の長波長化、その発光強度増強が得られる成長条件の探求を行う。また、より広範な成長条件とナノ構造の探求を次年度は実施していく。また、海外機関との連携もさらに密になるよう、対外的な要望を踏まえた研究推進を行っていく。
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| Causes of Carryover |
コロナ感染過による研究実施計画の遅延が生じた。
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