ドレスト光子によるシリコン広帯域発光・受光デバイス機能の両立発現
| Project/Area Number |
13J00905
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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 |
Applied optics/Quantum optical engineering
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田中 肇 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | ドレスト光子 / シリコン / レーザー / 低しきい値電流密度 / 低しきい値化 / LED / 受光素子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はドレスト光子によるシリコンレーザーの高出力化としきい値電流密度の低減に成功した。今年度は共振器長が非常に大きな（15 mm）とした導波路構造を作製した。作製プロセスは簡略化を行い、電極形成のためのスパッタリング装置、導波路厚みを削減するための研磨装置、素子分離するためのダイサーもしくはへき開装置を利用するのみとなった。作製した導波路構造に対し、発光させたい波長のレーザー光を導波させながら順方向に電流を流すアニール方法、ドレスト光子フォノン援用アニールを施した。その後、電流注入によって発光を確認した。素子の特性として、しきい値電流密度が存在し、発光した光は指向性と干渉性が高かったためレーザー発振であると確認した。片側出力は110 mWと現在の化合物半導体を用いた赤外レーザーと遜色ない性能を示し、またその出力はさらに改善が可能である。しきい値電流密度は12 A/cm2であり、前年度に実現したシリコンレーザーの1／3の値であった。これらの結果は量子ドットレーザーと比較してもしきい値電流密度を大きく下げただけではなく、出力についても非常に高い値が得られた。この高出力と低しきい値電流密度を可能にさせたのはシリコンの発光原理にドレスト光子を利用することでバンドギャップエネルギーよりも小さな光子エネルギーを持つ赤外光を発光させたことと、発光した赤外光に対する吸収損失が非常に小さいためである。
以上の研究成果から、従来発光素子材料として不適と考えられてきた間接遷移型半導体であるシリコンにおいても発光可能であること、かつ大出力な発光素子が作成可能であることを示した。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(11 results)
