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5層非対称結合量子井戸とその超高速・超低電圧光制御デバイスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 11450028
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関横浜国立大学

研究代表者

多田 邦雄  横浜国立大学, 工学部, 教授 (00010710)

研究分担者 盧 柱亨  横浜国立大学, 工学部, 助手 (50313474)
荒川 太郎  横浜国立大学, 工学部, 助教授 (40293170)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
14,600千円 (直接経費: 14,600千円)
2000年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
1999年度: 9,700千円 (直接経費: 9,700千円)
キーワードポテンシャル制御量子井戸 / 5層非対称結合量子井戸 / 光変調器 / 光スイッチ / 電界誘起屈折率効果 / 分子線エピタキシー / MEE法 / 層厚揺らぎ / 光変調デバイス / 電界誘起屈折率変化
研究概要

本研究では、ポテンシャル制御量子井戸の一つである5層非対称結合量子井戸(FACQW)の作製およびFACQWの超高速・超広波長域光制御デバイスへの応用に関し研究を行い、以下のような成果を得ることができた。
(1)FACQW構造の作製と評価
分子線エピタキシー(MBE)法を用いて、反射高エネルギー電子線回折(RHEED)強度振動測定により精密に層厚制御したGaAs/AlGaAs系FACQWおよび多重矩形量子井戸(RQW)を作製した。フォトルミネセンス法、光吸収電流法により評価を行い、設計通りの構造ができていること、および電界誘起吸収係数変化の傾向が理論と一致していることを確認した。
(2)層厚ゆらぎがFACQWの電界誘起屈折率変化特性に与える影響
理論計算により、FACQWの各層厚がずれた場合の影響について検討を行い、以下のことが明らかになった。なお、電界誘起屈折率変化量をΔnとする。
(1)FACQWの各層が設計値からずれた場合、障壁層よりも井戸層のずれの影響が大きい。
(2)FACQW全体が一定の割合で層厚が厚く、または薄くなった場合はΔnの劣化はほとんどない。
(3)電界誘起屈折率変化-印加電界特性において、ある印加電界でのΔnの急激な落ち込み(ディップ)が存在する。このディップは、障壁層の位置をわずかに移動することで除去が可能である。
(4)FACQW全体に、ランダムな層厚ゆらぎが生じた場合の特性劣化について検討を行い、各層厚が±1分子層揺らいでも、Δnは本来の値の約40%程度にまでしか低下しない。
(3)MEEによる高品質量子井戸構造の作製
成長界面の平坦性・急峻性を高めるため、より低温において平坦かつ急峻な界面が実現できると期待されるMEE(Migration Enhanced Epitaxy)法を導入し、結晶成長条件の最適化を行ない、界面の平坦性と急峻性が良好で正確な膜厚をもつFACQWをできるだけ低温で作製する方法を研究した結果、良好なGaAs/AlGaAs系FACQWを作製できる見通しを得た。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 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] K.Tada: "New High-Performance Optical Modulators Based on Potential Tailored Quantum Wells (Invited)"Technical Digest of the Pacific Rim Conference on Lasers and Electro Optics (CLEO/PR'99). Vol.2. 189-190 (1999)

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  • [文献書誌] K.Tada,N.Kurosawa,and T.Arakawa: "Anomalous Dip of Large Electrorefractive Index Change in the Five-Step Asymmetric Coupled Quantum Well (FACQW)"Proc.OSA Annual Meeting. 129 (1999)

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  • [文献書誌] T.Suzuki,N.Haneji,K.Tada, et.al.: "ECR Reactive Ion Etching of InP by Cyclic Injection of CH_4/H_2/Ar and O_2"Proc.2nd Japan-Korea Joint Workshop on Short-Wavelength Semiconductor Optoelectronic Devices and Materials. 97 (1999)

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  • [文献書誌] K.Tada: "Potential-Tailored Quantum Well Modulators for High-Speed Optical Fiber Communication (Invited)"Proc.5th Asia-Pacific Conference on Communications/4th Opto-Electronics Communications Conference (ARCC/OECC'99). Vol.2. 1534-1537 (1999)

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  • [文献書誌] K.Tada: "Ultrafast and Low-Voltage Optical Modulators Based on Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well (FACQW)"Proc.3rd Japan-Germany Joint Workshop on Recent Progress in Advanced Materials, Devices, Processing, and Characterization. Vol.2. 22 (2000)

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  • [文献書誌] 多田邦雄,荒川太郎,黒澤直樹: "5層非対称結合量子井戸(FACQW)の電界誘起屈折率変化の特異なディップ"第60回応用物理学会学術講演会・予稿集(3a-ZB-9). (1999)

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  • [文献書誌] 多田邦雄,荒川太郎,黒澤直樹: "5層非対称結合量子井戸(FACQW)の電界誘起屈折率効果の層厚誤差依存性"第60回応用物理学会学術講演会・予稿集(3a-ZB-8). (1999)

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  • [文献書誌] K.Tada,T.Arakawa,N.Kurosawa,J.H.Noh,and T.Suzuki: "Anomalous Sharp Dip of Large Field-Induced Refractive Index Change in GaAs/AlGaAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well"Proc.Third SANKEN International Symposium. 2-38 (2000)

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  • [文献書誌] 鈴木達也,盧柱亨,荒川太郎,岡宮由樹,伊藤安弘,多田邦雄: "MEE法の5層非対称結合量子井戸光変調器作製への応用"第61回応用物理学会学術講演会・予稿集(4aZE-2). (2000)

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  • [文献書誌] 数馬研介,多田邦雄,荒川太郎,盧柱亨: "5層非対称結合量子井戸の層厚ゆらぎを考慮した電界誘起屈折率変化特性の解析"第61回応用物理学会学術講演会・予稿集(4aZE-3). (2000)

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  • [文献書誌] 多田邦雄: "ポテンシャル制御量子井戸と高性能光変調デバイス"応用物理. Vol.69,No.11. 1292-1298 (2000)

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  • [文献書誌] T.Arakawa,K.Tada,N.Kurosawa,J.-H.Noh: "Anomalous Sharp Dip of Large Field-Induced Refractive Index Change in GaAs/AlGaAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.39,No.11. 6329-6333 (2000)

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  • [文献書誌] K.Tada,T.Arakawa,K.Kazuma,N.Kurosawa,and J.-H.Noh: "Influence of One Monolayer Thickness Variation in GaAs/AlGaAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well upon Electrorefractive Index Change"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.40,No.2. 656-661 (2001)

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  • [文献書誌] Kunio Tada,Taro Arakawa,Joo-Hyong Noh,Tatsuya Suzuki: "Ultra-Fast and Low Voltage Optical modulator Based on Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well"Proc.of The 6th Japan-Taiwan Seminar on Science and Technology Advanced Compound Semiconductor Materials and Devices. 16 (2001)

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  • [文献書誌] 岡宮由樹,盧柱亨,荒川太郎,鈴木達也,酒井信昭,長谷川怜雄,多田邦雄: "MEE法の5層非対称結合量子井戸光変調器作製への応用(II)"第48回応用物理学関係連合講演会・予稿集(28a-YF-5). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 飯野隆二,数馬研介,荒川太郎,多田邦雄,盧柱亨: "Modified FACQWの層厚ゆらぎを考慮した電界誘起屈折率変化特性の解析"第48回応用物理学関係連合講演会・予稿集(28a-YF-6). (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tada: "New High-Performance Optical Modulators Based on Potential Tailored Quantum Wells (Invited)"Technical Digest of the Pacific Rim Conference on Lasers and Electro Optics (CLEO/PR '99). Vol.2. 189-190 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tada, N.Kurosawa, and T.Arakawa: "Anomalous Dip of Large Electrorefractive Index Change in the Five-Step Asymmetric Coupled Quantum Well (FACQW)"Proc. OSA Annual Meeting. 129 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suzuki, N.Haneji, K.Tada, M.Sugiyama, Y.Shimogaki, and Y.Nakano: "ECR Reactive Ion Etching of InP by Cyclic Injection of CH_4/H_2/Ar and O_2"Proc. 2nd Japan-Korea Joint Workshop on Short-Wavelength Semiconductor Optoelectronic Devices and Materials. 97 (1999)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tada: "Potential-Tailored Quantum Well Modulators for High-Speed Optical Fiber Communication (Invited)"Proc. 5th Asia-Pacific Conference on Communications/4th Opto-Electronics Communications Conference (ARCC/OECC '99). Vol.2. 1534-1537 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tada: "Ultrafast and Low-Voltage Optical Modulators Based on Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well (FACQW)"Proc. 3rd Japan-Germany Joint Workshop on Recent Progress in Advanced Materials, Devices, Processing, and Characterization. 22 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tada, T.Arakawa, N.Kurosawa, J.H.Noh, and T.Suzuki: "Anomalous Dip of Large Electrorefractive Index Change in Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well (FACQW)"Proc. Third SANKEN International Symposium. 2-38 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tada: "Potential-tailored quantum wells and high-performance optical modulators"OYO BUTURI. Vol.69. 1292-1298 (2000)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Arakawa, K.Tada, N.Kurosawa, and J.H.Noh: "Anomalous Sharp Dip of Large Field-Induced Refractive Index Change in GaAs/AlGaAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.39. 6329-6333 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tada, T.Arakawa, K.Kazuma, N.Kurosawa, and J.H.Noh: "Influence of One Monolayer Thickness Variation in GaAs/AlGaAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well upon Electrorefractive Index Change"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.49. 656-661 (2001)

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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kunio Tada, Taro Arakawa, Joo-Hyong Noh, Tatsuya Suzuki: "Ultra-Fast and Low Voltage Optical modulator Based on Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well"Proc. of The 6th Japan-Taiwan Seminar on Science and Technology -Advanced Compound Semiconductor Materials and Devices. 16 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Arakawa,K.Tada,N.Kurosawa,J.-H.Noh: "Anomalous Sharp Dip of Large Field-Induced Refractive Index Change in GaAs/AlGaAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.39,No.11. 6329-6333 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tada,T.Arakawa,K.Kazuma,N.Kurosawa,and J.-H.Noh: "Influence of One Monolayer Thickness Variation in GaAs/AlGaAs Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well upon Electrorefractive Index Change"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.40,No.2. 656-661 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kunio Tada,Taro Arakawa, Joo-Hyong Noh,Tatsuya Suzuki: "Ultra-Fast and Low Voltage Optical modulator Based on Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well"Proc.of The 6th JAPAN-Taiwan Seminar on Science and Tech-nology Advanced Compound Semiconductor Materials and Devices. 16 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 多田邦雄: "ポテンシャル制御量子井戸と高性能光変調デバイス"応用物理. Vol.69,No.11. 1292-1298 (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木達也,盧柱亨,荒川太郎,岡宮由樹,伊藤安弘,多田邦雄: "MEE法の5層非対称結合量子井戸光変調器作製への応用"第61回応用物理学会学術講演会・予稿集(4aZE-2). (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 数馬研介,多田邦雄,荒川太郎,盧柱亨: "5層非対称結合量子井戸の層厚ゆらぎを考慮した電界誘起屈折率変化特性の解析"第61回応用物理学会学術講演会・予稿集(4aZE-3). (2000)

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      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tada: "New High-Performance Optical Modulators Based on Potential Tailored Quantum Wells (Invited)"Technical Digest of the Pacific Rim Conference on Lasers and electro Optics (CLEO/PR '99). Vol. 2. 189-190 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tada: "Potential-Tailored Quantum Well Modulators for High-Speed Optical Fiber Communication (Invited)"Proc. 5th Asia-Pacific Conference on Communications/4th Opto-Electronics Communications Conference (ARCC/OECC '99). Vol. 2. 1534-1537 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tada,N.Kurosawa and T.Arakawa: "Anomalous Dip of Large Electrorefractive Index Change in the Five-Step Asymmetric Coupled Quantum Well (FACQW)"Proc. OSA Annual Meeting. 129 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Suzuki,N.Haneji,K.Tada,M.Sugiyama,Y.Shimogaki and Y.Nakano: "New High-Performance Optical Modulators Based on Potential Tailored Quantum Wells (Invited)"Proc. 2nd Japan-Korea Joint Workshop on Short-Wavelength Semiconductor Optoelectronic Devices and Materials. 97 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tada: "Ultrafast and Low-Voltage Optical Modulators Based on Five-Layer Asymmetric Coupled Quantum Well (FACQW)"To appear in Proc. 3rd Japan-Germany Joint Workshop on Recent Progress in Advanced Materials, Devices, Processing, and Characterization. (1999)

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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