| Project/Area Number |
02J07776
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Electronic materials/Electric materials
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
館林 潤 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2002 – 2003
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2003)
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| Budget Amount *help |
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 半導体量子ドット / 有機金属気層堆積法 / 砒化インジウム / 半導体レーザ / 光通信 / ファイバー・トゥー・ザ・ホーム |
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| Research Abstract |
量子ドットはその大きな量子効果・歪効果等を制御することにより、GaAs基板上で1.3或いは1.55μm帯でのレーザ発振を実現させるためのアプローチとして注目を集めている。既に多くのグループが量子ドットレーザの1.3μm帯でのレーザ発振を実現しているが、その殆どはMBEにより成長したものである。量産性や再成長・選択成長等を利用した光集積素子への応用を考慮するとMOCVDでレーザ発振を実現することは非常に重要である。
MOCVDでの長波長レーザ発振を困難にしていたのは、pクラッド層成長時における量子ドットのアニール効果による発光波長の短波化である。そこで、InAs量子ドットをInGaAs歪緩和層で埋め込む構造を用いることにより量子ドットの発光波長を長波化させ、アニール効果による短波化を相殺することが可能である。今回、量子ドットのアニール温度及びアニール時間を変えたときのアニール効果による発光波長のシフト量を詳細に評価・検討した結果、あるアニール温度を境に急激にアニール効果による発光波長のシフトが起きることを見出した。
以上のアニール効果を考慮し、減圧MOCVDで成長した積層InAs量子ドットを活性層に用いたリッジ型レーザ構造を作製し、両端面にHRコーティング(反射率92%)を施しその特性を評価した。まず、上部クラッド層を高温で成長したレーザについては、発振波長1.18μm、閾値電流6.7mA(共振器長700μm)にてレーザ発振が得られた。PL特性と比較した結果、今回得られたレーザ発振は量子ドットの基底準位からの発光と推定できる。また、より長波長帯での発光を実現するためには、上部クラッド層の低温成長によるアニール効果の抑制は必要である。今回、上部クラッド層を低温で成長したレーザについては、1.265μmでの室温連続発振を達成した。閾値電流値は27.8mA(共振器長1mm)となっている。この結果から、MOCVD法を用いた量産性に向く量子ドットレーザ実現の布石を打ったと言える。
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