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2011 Fiscal Year Annual Research Report

インジウムヒ素量子ドット共振器中のスピンダイナミクスを利用した光応答制御

Research Project

Project/Area Number 22760043
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

森田 健  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 特任講師 (30448344)

Keywords量子ドット / 半導体光共振器 / 超高速光スイッチ / 半導体スピン物性
Research Abstract

本研究の目的は、半導体多層膜共振器構造に埋め込んだInAs量子ドット中の電子スピンを利用した超高速の面型スピン全光超高速スイッチングデバイスを提案し、その基本測定評価を行うことである。特に、光通信波長帯において電子スピン励起による偏光回転を用いた光スイッチで、低いパワーで動作できることを実証することである。平成22年度は、超高速スイッチングにおけるパターン効果抑制のため、15μm帯で吸収を有するEr添加した多積層InAs量子ドットの作製を行い、時間分解ポンププローブ法によってその高い非線形性と、超高速応答性(キャリア緩和時間3ps)を実証した。
平成.23年度では、平成22年度で作製したEr添加InAs量子ドットを有する半導体多層膜共振器構造(Er添加量子ドット共振器)を作製した。その光反射スペクトルと透過型電子顕微鏡の断面像(断面SEM像)の評価により、良質な共振器構造が形成されていることが分かった。また、時間分解光学測定によりEr添加量子ドット共振器の応答速度は4psであり、何も添加していないInAs量子ドット共振器(12ps)に比べて速いことが分かった。電子スピンによる超高速スイッチングを実現するためには、共振器層中のEr添加InAs量子ドットにおける電子スピンによる偏光回転測定を行う必要がある。そこで、1.5μm帯で強い吸収を有する150層積層InAs量子ドットを標準試料とし、電子スピンダイナミクスを偏光回転測定として観測可能な時間分解ファラデー回転測定系の構築を行った。最近、円偏光パルスにより150層InAs量子ドット中に電子スピンが形成でき、量子ドット特有の電子スピンダイナミクスが観測できること確認した。電子スピンによる偏光回転を利用した光スイッチングが可能な光学系を確立でき、今後、高い非線形性を有するEr添加量子ドット共振器を用い、円偏光パルスによる電子スピンの形成、低パワーでの偏光回転の観測を行う。

  • Research Products

    (5 results)

All 2012 2011

All Journal Article (1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] 歪緩和バリア層に埋め込んだEr添加したInAs量子ドットをもつ多層膜光共振器による超高速全光スイッチ2012

    • Author(s)
      森田健, 他
    • Journal Title

      電気情報通信学会誌

      Volume: (in press)

  • [Presentation] 歪緩和バリア層に埋め込んだInAs量子ドットを有するGaAs/AlAs多層膜共振器の四光波混合信号測定2012

    • Author(s)
      上山日向, 他
    • Organizer
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-03-17
  • [Presentation] 歪緩和バリア層に埋め込んだEr添加InAs量子ドットを1層有するGaAs/AlAs多層膜共振器のMBE成長2012

    • Author(s)
      上山日向, 他
    • Organizer
      第59回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-03-16
  • [Presentation] 歪緩和バリア層に埋め込んだEr添加InAs量子ドットを有するGaAs/AlAs多層膜共振器の作製と光学特性2011

    • Author(s)
      上山日向, 他
    • Organizer
      第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形大学(山形県)
    • Year and Date
      2011-09-01
  • [Presentation] GaAs/AlAs結合共振器における二つの共振器モードを利用したテラヘルツ帯差周波発生の時間領域分光測定2011

    • Author(s)
      森田健, 他
    • Organizer
      第72回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      山形大学(山形県)
    • Year and Date
      2011-08-31

URL: 

Published: 2013-06-26  

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