| 研究課題/領域番号 |
13450027
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用光学・量子光工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
黒田 和男 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10107394)
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| 研究分担者 |
的場 修 神戸大学, 工学部, 助教授 (20282593)
志村 努 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (90196543)
荒川 泰彦 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (30134638)
芦原 聡 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (10302621)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
2003年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2002年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2001年度: 6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
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| キーワード | AlGaAS / DaAs量子井戸 / フォトリフラクティブ素子 / 結合量子井戸 / エキシトン共鳴 / 実時間ホログラム / 空間光変調器 / 量子閉じ込めシュタルク効果 / GaN / 半導体量子井戸構造 / 微細振動計測 / AlGaAs / GaAs量子井戸 / 近赤外線 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、半導体量子井戸フォトリフラクティブ素子において,単純な量子井戸構造に代えて、トンネル障壁層を介して複数の特性の異なる量子井戸を結合させた非対称結合量子井戸構造を導入する事により、総合的に素子性能の向上を図ることにある。
(1)フェムト秒パルス制御への応用を目的に感度スペクトル幅の拡大を試みた。従来の単純量子井戸では感度スペクトル幅が4nm程度であり、200fs程度のパルスが限度である。われわれは、AlGaAs/GaAs非対称結合量子井戸構造フォトリフラクティブ素子を設計、試作し、その光学特性を評価した。その結果、感度スペクトル幅を3倍の12nmへ拡大することに成功した。同時に,回折効率も3倍ほど大きくなることが判明した。
(2)縦型配置では、外部電界を遮蔽する電荷トラップが重要である。電荷は多重量子井戸とクラッド層の界面でトラップされるから、界面におけるエネルギーステップが素子特性に大きく影響する。このことを確かめるため、エネルギーステップの異なるサンプルを作成し、諸特性を計測した。多重量子井戸とクラッド層の間のエネルギーギャップが大きいと、電荷が界面に蓄積され、それが横方向に滲み出るため空間分解能が低下し、同時に回折効率も劣化することが分かった。また、電荷の蓄積の有無により時間応答も大きく異なることが分かった。特にエネルギーギャップを最小に抑え、多重量子井戸からクラッド層を通し電荷をリークすることにより、定常動作が可能になることを見出した。
(3)ワイドバンドギャップ半導体GaNにおいて世界で初めてフォトリフラクティブ効果を実証した。材料はFeドープの半絶縁性GaN薄膜を用い,これに高エネルギーのヘリウムイオンを照射することにより深いトラップ準位を生成した。この材料に電極をつけ,横電場型のフォトリフラクティブ素子とし,アルゴンレーザーを光源として2光波混合実験を行い,2光波の結合を確認し,結合ゲイン係数と時定数を測定した。
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