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コヒーレント領域における電子・光子相互作用

研究課題

研究課題/領域番号 06238206
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関東京大学

研究代表者

荒川 泰彦  東京大学, 国際・産学共同研究センター, 教授 (30134638)

研究分担者 清水 明  東京大学, 教養学部, 助教授 (10242033)
伊賀 健一  東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (10016785)
研究期間 (年度) 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
95,800千円 (直接経費: 95,800千円)
1996年度: 15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
1995年度: 42,200千円 (直接経費: 42,200千円)
1994年度: 38,400千円 (直接経費: 38,400千円)
キーワード量子ナノ構造 / MOCVD / 量子細線 / 量子箱 / 微小共振器 / レーザ / 化合物半導体 / 光デバイス / 量子ドット / 多重量子障壁 / MOCVD法 / 電子スペクトル / 多体エネルギー / コヒーレント
研究概要

本研究では、ナノ構造における光子と電子の相互作用を明らかにすることを目的として、ナノ構造の作製技術の開拓、電子と光子の相互作用の微小空間分解評価、および微小共振器効果について研究を進めている。本年度は、量子ドットの新しい作製法として、選択成長を用い2次元V溝構造を形成しその中に量子ドットを成長させる手法およびSpinodal相分離による量子ドットの自己成形法を開拓した。特に、前者においては垂直量子細線も形成可能である。また、量子ドットの局所的評価手法として、近接場光学顕微鏡による量子ドットからの発光の観測を行うとともに量子細線における量子閉じこめシュタルク効果を実験的に明らかにした。さらに、微小共振器型量子ドットレーザの発振に成功する一方、量子井戸における磁気励起子効果の観測や2次元フォトニック結晶における新欠陥構造の提案など、共振器効果についても重要な知見を得ることができた。
さらに微小共振器面発光レーザの基礎設計と形成技術のテーマで微小共振器中の光波の挙動を実験的に解明して、高性能面発光半導体レーザを実現することを目的として研究を進めた。96年度は、微小共振器による極低しきい値レーザを実現するために、AlAsの選択酸化膜構造を用いて光と電子を同時に閉じ込める微小光共振器構造のモデリングを行い、極低しきい値動作の可能性を示すとともに、長波長帯面発光レーザへ適用しうる酸化膜強窄構造を提案し、その製作プロセスを確立した。さらに、高指数面方位歪み量子井戸構造を用いた面発光レーザの低しきい値動作と安定な偏波面動作を初めて実現した。
また、相互作用するメゾスコピック系の電子の輸送について、メソスコピック伝導体の理論で、久保公式を用いた理論と、ランダウア-流の方法を多体相互作用のある系に拡張した理論とを、比較して議論した。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (37件)

  • [文献書誌] Y.Toda,M.Kourogi,M.Ohtsu,Y.Nagamune,and Y.Arakawa: "Spatially and spectrally resolved imaging of GaAs quantum dot structures vsing near-filed optical technique" Appl.Phys.Lett.69. 2315- (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Watabe,Y.Nagamime,F.Sogawa and Y.Arakawa: "Time and Spatial Resolved Photoluminescence from a single Quantam Dot." Solid State Electronics. 40. 537- (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] N.Hatori,T.Mukaihara,Y.Hayashi,N.Ohnoki,A.Mizutani,F.Kayama and K.Iga: "Design and fabrication of InGaAs/GaAs quantum wires for vertical-cavity sarface-emitting lasers" Jpn.J.Appl.Physics. 35.3. 1777-1778 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] N.Hatori,T.Mukaihara,M.Abe,N.Ohnoki,A.Mizutani,A.Matsutani,F.Koyama and K.Iga: "Characterization of Residual Stress in Active Regiondue to AlAs Native Oxide of Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers" Jpn.J.Appl.Physics.(1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Inoshita,A.Shimizu,Y.Kuramoto,H.Sakaki: "Correlated Electron Transport through a Real-Life Quantum Dot" Physics of Semiconductors. 22. 1931- (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Simizu and M.Yamanishi: "Photon-energy dissipation caused by an external electric circuit in “virtual"Photo-excitation processes" Phys.Rev.Lett.72. 3343-3346 (1994)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nagamine,T.Tanaka,T.Kono,S.Tsukamoto.M.Nishioka,Y.Arakawa,K.Uchida: "Observation of enhanced lateral confinement of excitions in GaAs quantum wires various sizes(7-30nm)by magnetophotluminescrce" Appl. Phys. Lett. 66(19). 2502-2504 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kitamura,M.Nishioka,J.Oshinowo,Y.Arakawa: "Formation of InGaAs Quantum Dots on GaAs Multi-Atomic Steps by Metalorganic Chemical Vapor Deposition Growth" Jpn. J. Appl. Phys.Vo l34 pattl, No88. 4376-4379 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nagamune,H.Watabe,F.Sagawa,Y.Arakawa: "One-dimensional exciton diffusion in GaAs quantum wires" Appl. Phys. Lett. 67(11). 1535-1537 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kono,S.Tsukamoto,Y.Nagamune,F.Sagawa,M.Nishioka: "Exciton radiative lifetime in GaAs quantum wires growth by metalorganic chemical-vapor selective growth" Appl. Phys. Lett. 64(12). 1564-1566 (1994)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] E.Katoh,K.Hoshino,N.Tanaka,M.Nishioka,Y.Arakawa: "Saturation of photoluminescence quenching under below-gap excitation in a GaAs/AlGaAs quantum well" Journal of Luminescence. Vol.63. 235-240 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nagamune,H.Watabe,M.Nishioka,Y.Arakawa: "Observation of a single photoluminescence peak from a single quantum dot" Appl. Phys. Lett. 67(22). 3257-3259 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Arakawa他: "Confined Electrons and Photons New physics and Applications" Plenum Publishing Corporation, 907 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Arakawa他: "Ultrafast and Ultra-parallel Optoelectronics" John wiley and sons, 606 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] R.J.Helkey: "〃Cavity Optimization for Minimum Pulsewidth of Gain-Switched Semiconductor Lasers〃" IEEE Photonics Technology Letters. Vol.7. (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kono: "〃Exciton Radiative Lifetime in GaAs Quantum Wires grown by Metal Organic Chemical Vapor Selective growth〃" Applied Physics Letters. Vol.64. 1564-1566 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] M.Willatzen: "〃Polarization Dependence of Optoelectronic Properties in Quantum Dots and Quantum Wires---Consequences of Valence-Band Mixing〃" IEEE J.of Quantum Electronics. Vol.30. 640-653 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Arakawa: "〃Fabrication of vertical-microcavity quantum wire l asers〃" Applied Physics Letters. Vol.64. 2200-2202 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nagamune: "〃GaAs Quantum Dots with Lateral Dimension of 25nm Fabricated by Selecrive Metal Organic Chemical Vapor Deposition Growth〃" Applied Physics Letter. Vol.64. 2495-2497 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Arakawa: "〃Fabrication of Quantum Wires and Dots by MOCVD Selective Growth〃" Solid-State Electronics. Vol.37. 523-528 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kono: "〃Excutive Radiative Lifetime in GaAs Quantum Wires:Wire Width Dependence〃" Springer Series in Materials Science. Vol.31. 140-144 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nagamune: "〃Magneto-optical efffect in GaAs quantum wires:wire width dependence〃" Springer Series in Materials Science. Vol.31. 145-147 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] S.Wakabayashi: "〃Fabrication of AlGaAs/GaAs Multi-QWRS with 15nm Wire Width Using〃" Springer Series in Materials Science. Vol.31. 194-196 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Inaba: "〃Growth of GaInAs(P)/InP multi-quantum barrier(MQB)by chemical eam epitaxy〃" Journal of Crystal Growth. Vol.136. 297-301 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.H.Loh: "〃Strain-compensated multi-quantum varriers for hot electron leakage reduction in long-wavelength semiconductor lasers〃" Extended Abstracts of Jpn.Soc.Appl.Phys. No.21a. (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 稲葉雄一: "〃GaAsP/InP MQB装荷レーザにおけるホール注入の検討〃" 1994年春季第41回応用物理学会関係連合講演会. 30a-K-6. (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Nagamune: "〃Optical Properties of GaAs Quantum Dots Fabricated by MOCVD Selective Growth〃" Solid-State Electronics. Vol.37. 579-581 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] J.Oshowo: "〃Highly uniform InGaAs/GaAs quantum dots(^-15nm)by metalorganic chemical vapor deposition〃" Applied Physics Letters. Vol.65. 1421-1423 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tanaka: "〃Magneto-exciton in quantum wires confined with an anistropic parabolic potential〃" Physical Review B. Vol 50. 7719-7723 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] T.Norris: "〃Time-resolved vacuum Rabi oscillations in a semiconductor quantum microcavity〃" Physical Review B. Vol.50. 14663-14666 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] J.Oshinowo: "〃Area Density Control of Quantum-Size InGaAs/Ga(Al)As Dots by Metalorganic Chemical Vapor Deposition〃" Jpn.Journal of Applied Physics. Vol.33. L1634-L1637 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Arakawa: "〃Quantum Wires and Quantum Dots for Fully Confined Semiconductor Lasers〃" Springer Series in Materials Science. Vol.31. 199-207 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Shimizu: "〃Photon-energy dissipation caused by an external electric circuit in 〃virtual〃 Photo-excitation processes〃" Phys.Rev.Lett.Vol.72. 3343-3346 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] A.Shimizu: "〃Quantum Measurement and Fluctuations in Nanostructures〃" Nanostructures and Quantum Effects,Springer Series in Material Science. Vol.31. 35-47 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] H.Akiyama: "〃Thermalization Effect on Radiative Decay of Excitons in Quantum Wires〃" Phys.Rev.Lett.Vol.72. 924-927 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 荒川泰彦(分担): "〃メゾスコピック現象の基礎(難波進編)〃" オーム社, 13 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] J.Osinowo: "〃Highly uniform InGaAs quantum dots(15nm)by MOVPE on GaAs,Metalorganic Vapor Phase Epitaxy 1994〃" North Holland Elsevier, 2 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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