2013 Fiscal Year Annual Research Report
半導体波長変換デバイスの電流注入による高機能化の研究
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23360028
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
近藤 高志 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60205557)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 高性能レーザー / 先端光デバイス / MBE，エピタキシャル / 波長変換 / 非線形光学 / キャリア注入 / 副格子交換エピタキシー / 半導体集積回路 |
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| Research Abstract |
周期空間反転GaAs(100)基板上のGaAs/AlGaAs MBE再成長時に形成される段差を低減することを目的として，AsソースとしてバルブドクラッカーセルをMBE装置に導入し，As2ソースによるGaAs MBE再成長の実験に取り組んだ。通常のKセルのAs4ソースを用いた場合と比較して，同じ基板温度でもGaの拡散長が減少して段差が小さくなることが確認できた。これは，高い結晶性を保ちつつ，段差を低減することが可能であることを示唆している。
また，As4ソースを用いたMBE再成長によって，再成長時の基板温度を変えてGaAs/AlGaAs QPM DFG素子を作製し，波長1.06 um，1.55 um，3.4 umにおける伝搬損失を測定した。波長1.55 umにおける伝搬損失は界面段差とクラッド層の組成変調による散乱が原因であること，これらは基板温度460℃で最小となることを見いだした。この最適条件で作製した導波路において，波長1.06 umの伝搬損失はUrbachテールによる吸収と段差・組成変調による散乱が，3.4 umにおける伝搬損失は段差に起因するモードリークが最大の原因であることを突き止めた。
3.4 um発生DFGデバイス（素子長5.1 mm）で規格化変換効率として3.9 %/Wが得られた。これはこれまでに得られた最大の変換効率であり，また，伝搬損失を考慮した理論値とも良く一致している。
周期空間反転GaAsと一様反転GaAsについてpn接合ダイオードを初めて作製し，その電気特性，光学特性の評価をおこなった。一様反転GaAsは一様非反転GaAsとほぼ同様の電圧・電流特性を示し，光学利得が得られる。一方，周期空間反転GaAsは正常な整流特性が示さず，光学利得も得られなかった。反転・非反転ドメイン境界がなんらかの理由で電流パスになってしまっているものと推察される。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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