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形状制御した量子ドットによる偏光無依存吸収端の実現

研究課題

研究課題/領域番号 15360166
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 電子・電気材料工学
研究機関神戸大学

研究代表者

喜多 隆  神戸大学, 工学部, 助教授 (10221186)

研究分担者 和田 修  神戸大学, 工学部, 教授 (90335422)
中田 義昭  富士通研究所, フォトノベルテクノロジ研究部, 主任研究員
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
12,000千円 (直接経費: 12,000千円)
2004年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
2003年度: 6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
キーワード量子ドット / 偏光制御 / 光増幅器 / 分子線エピキタシー / フォトルミネセンス / 顕微分光 / 分子線エピタキシー
研究概要

光増幅デバイスは光通信における光源レーザ、光ファイバ、受光デバイスを機能的に融合させるキーデバイスである。特に半導体光増幅(Semiconductor Optical Amplifier : SOA)デバイスは半導体の自在なバンド構造設計技術を生かして多波長光通信に適している。しかし、SOAには増幅特性に偏光異方性がありデバイス構成上大きな制約を受け、利用の用途が限定されている。これを克服するためには偏光に無依存な吸収端の実現が不可欠であるが未だ実現されていない。本研究では偏光無依存基礎吸収端の実現を目指して量子ドットの形状と光学遷移の偏光異方性の関係に着目した研究を行った結果、量子ドットの基礎吸収端偏光特性を決めている重要な制御因子が明らかになり、偏光特性を自在に制御して偏光無依存SOAに必要な理想的な基礎吸収端を実現するに至った。詳細は以下の通りである。
(1)量子ドット形状の精密な制御を実現
形状制御量子ドット作製のためにコラムナ量子ドット成長技術と研究代表者らが行ってきた2次元ぬれ層の原子レベルの制御による新しい量子ドット成長技術を融合させ、スタックによってドット形状のアスペクト比を自在に制御することに成功した。
(2)量子ドットの内部歪み制御
量子ドットを窒化する技術を初めて開発し、ドット内に加わるの歪み制御を行った。
これら一連の研究よって下記の成果を達成した:
●新しいコラムナ量子ドットによるドット形状と内部ひずみ制御による電子状態の制御
●光通信帯域のバンドギャップと偏光制御の同時実現
●量子ドットの不均一広がりを利用したワイドバンドな偏光無依存特性の実現

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (37件) 産業財産権 (1件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Anisotropic Exchange Interaction Caused by Hole-Spin Reorientation in (CdTe)_<0.5>(Cd_<0.75>Mn_<0.25>Te)_<0.5> Tilted Superlattices Grown on Cd_<0.74>Mg_<0.26>Te Vicinal Surface2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kita
    • 雑誌名

      J.Crystal Growth 275

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optical Polarization Properties of InAs/GaAs Quantum Dot Semiconductor Optical Amplifier2005

    • 著者名/発表者名
      P.Jayavel
    • 雑誌名

      Jpn.J.App.Phys 44

      ページ: 2528-2530

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Extended Wavelength Emission to 1.3 μm in Nitrided InAs/GaAs Self-Assembled Quantum Dots2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kita
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys 97

      ページ: 24306-24306

    • NAID

      120000949589

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Anisotropic Exchange Interaction Caused by Hole-Spin Reorientation in (CdTe)_<0.5>(Cd_<0.75>Mn_<0.25>Te)_<0.5> Tilted Superlattices Grown on Cd_<0.74>Mg_<0.26>Te Vicinal Surface2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kita, S.Nagahara, R.Naganuma, Y.Harada, O.Wada, L.Marsal, H.Mariette
    • 雑誌名

      J.Crystal Growth Vol.275

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Optical Polarization Properties of InAs/GaAs Quantum Dot Semiconductor Optical Amplifier2005

    • 著者名/発表者名
      P.Jayavel, T.Kita, O.Wada, H.Ebe, M.Sugawara, Y.Arakawa, Y.Nakata, T.Akiyama
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.44, No.4B

      ページ: 2528-2530

    • NAID

      10015704746

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Extended Wavelength Emission to 1.3 mm in Nitrided InAs/GaAs Self-Assembled Quantum Dots2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kita, T.Mori, H.Seki, M.Matsushita, M.Kikuno, O.Wada, H.Ebe, M.Sugawara, Y.Arakawa, Y.Nakata
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. Vol.97

      ページ: 24306-24306

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Extended Wavelength Emission to 1.3 mm in Nitrided InAs/GaAs Self-Assembled Quantum Dots2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kita
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys Vol.97

      ページ: 24306-24306

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Anisotropic Exchange Interaction Caused by Hole-Spin Reorientation in (CdTe)0.5(Cd0.75Mn0.25Te)0.5 Tilted Super lattices Grown on Cd0.74Mg0.26Te Vicinal2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kita
    • 雑誌名

      J.Crystal Growth (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Anisotropic Magneto-Optical Effects in (CdTe)_<0.5>(Cd_<0.75>Mn_<0.25>Te)_<0.5> Tilted Superlattices2004

    • 著者名/発表者名
      S.Nagahara
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 69

      ページ: 233308-233308

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of Optical Polarization Anisotropy in Edge Emitting Luminescence of InAs/GaAs Self-Assembled Quantum Dots2004

    • 著者名/発表者名
      P.Jayavel
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett 84

      ページ: 1820-1822

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of InGaAs Capping Layer Induced Optical Polarization in Edge-Emitting Photoluminescence of InAs Quantum Dots2004

    • 著者名/発表者名
      P.Jayavel
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys 43

      ページ: 1978-1980

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Anisotropic Magneto-Optical Effects in (CdTe)_<0.5>(Cd_<0.75>Mn_<0.25>Te)_<0.5> Tilted Superlattices2004

    • 著者名/発表者名
      S.Nagahara, T.Kita, O.Wada, L.Marsal, H.Mariette
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B, Brief Report Vol.69

      ページ: 233308-233308

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of Optical Polarization Anisotropy in Edge Emitting Luminescence of InAs/GaAs Self-Assembled Quantum Dots2004

    • 著者名/発表者名
      P.Jayavel, T.Kita, O.Wada, Y.Nakata, T.Akiyama, H.Ebe, M.Sugawara, J.Tatebayashi, Y.Arakawa
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. Vol.84, No.11

      ページ: 1820-1822

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Anisotropic Exchange Interaction in CdTe/CdMnTe Quantum Wires2004

    • 著者名/発表者名
      S.Nagahara, Y.Matsuura, R.Naganuma, T.Kita, O.Wada, L.Marsal, H.Mariette
    • 雑誌名

      Physica E Vol.21

      ページ: 345-348

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of InGaAs Capping Layer Induced Optical Polarization in Edge-Emitting Photoluminescence of InAs Quantum Dots2004

    • 著者名/発表者名
      P.Jayavel, H.Tanaka, T.Kita, O.Wada, Y.Nakata T.Akiyama, H.Ebe, M.Sugawara, J.Tatebayashi, Y.Arakawa
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.43, No.4B

      ページ: 1978-1980

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Control of InGaAs Capping Layer Induced Optical Polarization in Edge-Emitting Photoluminescence of InAs Quantum Dots2004

    • 著者名/発表者名
      P.Jayavel
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys Vol.43, No.4B

      ページ: 1978-1980

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Anisotropic Exchange Interaction in CdTe/CdMnTe Quantum Wires2004

    • 著者名/発表者名
      S.Nagahara
    • 雑誌名

      Physica E Vol.21

      ページ: 345-348

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Control of Optical Polarization Anisotropy in Edge Emitting Luminescence of InAs/GaAs Self-Assembled Quantum Dots2004

    • 著者名/発表者名
      P.Jayavel
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett Vol.84, No.11

      ページ: 1820-1822

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Anisotropic magneto-optical effects in (CdTe)0.5(Cd0.75Mn0.25Te)0.5 tilted superlattices2004

    • 著者名/発表者名
      S.Nagahara
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B, Brief Report Vol.69

      ページ: 233308-233308

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fourier Transformed Photoreflectance Characterization of Internal Electric Field GaAs/GaInP Heterojunction Bipolar Transistor Wafers2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kita
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys 94

      ページ: 6487-6490

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Long-Wavelength Emission from Nitridized InAs Quantum Dots2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kita
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett 83

      ページ: 4152-4153

    • NAID

      120000949850

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transitions with Hysteresis Cycle in Surface Reconstruction on GaAs(001) Observed by Optical Reflectance Spectroscopy2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kita
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 67

      ページ: 193306-193306

    • NAID

      120000944201

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Strain Effects on Photoluminescence Polarization of InAs/GaAs Self-Assembled Quantum Dots2003

    • 著者名/発表者名
      P.Jayavel
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (b) 238

      ページ: 229-232

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polarization Controlled Edge Emission from Columnar-Shaped InAs/GaAs Self-Assembled Quantum Dots2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kita
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (c) 0

      ページ: 1137-1140

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] One-Dimentional Free Exciton in CdTe/Cd_<0.74>Mg_<0.26>Te Quantum Wires2003

    • 著者名/発表者名
      S.Nagahara
    • 雑誌名

      Inst.Phys.Conf.Ser 174

      ページ: 173-177

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Excitonic State in CdTe/Cd_<0.74>Mg_<0.26>Te Quantum Wires Grown on Vicinal Substrates2003

    • 著者名/発表者名
      S.Nagahara
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B 67

      ページ: 85301-85301

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Femtosecond Responce of Diffraction Efficiency in GaAs/AlGaAs Photorefractive Multiple Quantum Well2003

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys 42

      ページ: 2329-2331

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temperature Dependence of GaAs1-xBix Bandgap Studied by Photoreflectance Spectroscopy2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Yoshida
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 42

      ページ: 371-374

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fourier Transformed Photoreflectance Characterization of Internal Electric Field GaAs/GaInP Heterojunction Bipolar Transistor Wafers2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kita, T.Kakutrani, O.Wada, T.Tsuchiya, M.Sahara, H.Sakaguchi
    • 雑誌名

      J.Appl.Phys. Vol.94, No.10

      ページ: 6487-6490

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Long-Wavelength Emission from Nitridized InAs Quantum Dots2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kita, Y.Masuda, T.Mori, O.Wada
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett. Vol.83, No.20

      ページ: 4152-4153

    • NAID

      120000949850

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Transitions with Hysteresis Cycle in Surface Reconstruction on GaAs(001) Observed by Optical Reflectance Spectroscopy2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kita, M.Nakamoto, O.Wada
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B, Brief Report Vol.67

      ページ: 193306-193306

    • NAID

      120000944201

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Strain Effects on Photoluminescence Polarizatoin of InAs/GaAs Self-Assembled Quantum Dots2003

    • 著者名/発表者名
      P.Jayavel, H.Tanaka, K.Kou, T.Kita, O.Wada, H.Ebe, Y.Nakata, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (b) Vol.238, No.2

      ページ: 229-232

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Polarization Controlled Edge Emission from Columnar-Shaped InAs/GaAs Self-Assembled Quantum Dots2003

    • 著者名/発表者名
      T.Kita, P.Jayavel, O.Wada, H.Ebe, Y.Nakata, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (c) Vol.0, No.4

      ページ: 1137-1140

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] One-Dimentional Free Exciton in CdTe/Cd_<0.74>Mg_<0.26>Te Quantum Wires2003

    • 著者名/発表者名
      S.Nagahara, T.Kita, O.Wada, L.Marsal, H.Mariette
    • 雑誌名

      Inst.Phys.Conf.Ser. No.174

      ページ: 173-177

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Excitonic State in CdTe/Cd_<0.74>Mg_<0.26>Te Quantum Wires Grown on Vicinal Substrates2003

    • 著者名/発表者名
      S.Nagahara, T.Kita, O.Wada, L.Marsal, H.Mariette
    • 雑誌名

      Phys.Rev.B Vol.67

      ページ: 85301-85301

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Femtosecond Responce of Diffraction Efficiency in GaAs/AlGaAs Photorefractive Multiple Quantum Well2003

    • 著者名/発表者名
      H.Tanaka, K.Terawaki, K.Kou, S.Tsuboi, S.Nagahara, T.T.Kita, O.Wada, K.Nakagawa, D.D.Nolte
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.42, No4B

      ページ: 2329-2331

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temperature Dependence of GaAs1-xBix Bandgap Studied by Photoreflectance Spectroscopy2003

    • 著者名/発表者名
      J.Yoshida, T.Kita, O.Wada, K.Oe
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.42, No.2A

      ページ: 371-374

    • NAID

      210000053646

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 量子ドット半導体素子及び該製造法並びに量子ドット半導体素子を用いた量子ドット半導体レーザ、光増幅素子、光電変換素子、光送信機、光中継機及び光受信機2003

    • 発明者名
      喜多 隆, 和田 修
    • 権利者名
      喜多 隆, 和田 修
    • 産業財産権番号
      2003-181776
    • 出願年月日
      2003-06-25
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 喜多 隆(T.Kita): "Transitions with Hysteresis Cycle in Surface Reconstruction on GaAs(001) Observed by Optical Reflectance Spectroscopy"Physical Review B, Brief Report. Vol.67. 193306 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Nagahara: "Excitonic State in CdTe/Cd_<0.74>Mg_<0.26>Te Quantum Wires Grown on Vicinal Substrates"Physical Review B. Vol.67. 085301 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 喜多 隆(T.Kita): "Polarization Controlled Edge Emission from Columnar-Shaped InAs/GaAs Self-Assembled Quantum Dots"Physica Status Solidi(c). Vol.0,No.4. 1137-1140 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] P.Jayavel: "Strain Effects on Photoluminescence Polarizatoin of InAs/GaAs Self-Assembled Quantum Dots"Physica Status Solid(b). Vol.238,No.2. 229-232 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 喜多 隆(T.Kita): "Long-Wavelength Emission from Nitriclized InAs Quantum Dots"Applied Physics Letters. Vol.83,No.20. 4152-4153 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 喜多 隆(T.Kita): "Fourier Transformed Photoreflectance Characterization of Internal Electric Field GaAs/GaInP Heterojunction Bipolar Transistor Wafers"Journal Applied Physics. Vol.94,No.10. 6487-6490 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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