| 研究課題/領域番号 |
13J00905
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 |
田中 肇 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2015年度)
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| 配分額 *注記 |
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 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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| 研究実績の概要 |
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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| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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