2013 Fiscal Year Annual Research Report
発振波長が温度に依存しない希釈ビスマスIII‐V族半導体レーザの実現
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24246008
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉本 昌広 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (20210776)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 結晶成長 / 半金属 / 分子線エピタキシー / レーザ / レーザダイオード / 半金属半導体合金 |
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| Research Abstract |
希釈ビスマス系III-V族混晶は、禁制帯幅が温度無依存化するなど特異な物性を示す半導体半金属混晶である。申請者らが世界に先駆けて切り開いてきた日本発の半導体材料である。本研究の最終目的は、発振波長が温度無依存である半導体レーザを実現することである。具体的には、（１）光通信波長帯で発光する高品質の高Bi含有GaAsBiを制御性よく得る方法を確立し、（２）AlGaAsをクラッド層、GaAsBiを活性層とするヘテロ接合構造を製作し、電流注入レーザ発振を実現する。この過程で、（３）高品質のGaAsBiを用いて、この材料のもつ真の物性を探求する。
本年度は、（１） 発光波長の長波長化を目指して、高品質で高Bi組成のGaAs1-xBix結晶成長法を確立し、Bi組成11.8%の薄膜から波長1.45umの発光を得た（２）電子の閉じ込めを促進するために、AlGaAs/GaAs1-xBixヘテロ接合を実現し、光励起により波長1.205 umでのレーザ発振を実現した。これはこれまでで最も長波長での発振で、発振波長の温度係数も低減した。（３）ストライプ電極利得導波路型GaAs1-xBixレーザダイオードを試作し、最長波長1.045 umでレーザ発振した。本レーザは高い特性温度および低い発振波長の温度依存性を併せ持つことを世界で初めて実証した。
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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
電流注入によるレーザ発振が実現でき、所期の特性である発振波長の温度無依存化も得られた。研究対象のGaAsBiを用いてレーザダイオードが実現できたことは大きな前進である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に実現したGaAsBiレーザダイオードの発振波長の長波長化を進め、通信波長帯でのレーザ発振を目指す。具体的には、すでに制作実績のあるGaNAsBi４元混晶の活用や量子井戸構造の導入により長波長化を進める。
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