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量子ドット構造を用いた全光スイッチに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15560304
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関上智大学

研究代表者

下村 和彦  上智大学, 理工学部, 教授 (90222041)

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
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2003年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード量子ドット / InAs / InP基板 / 有機金属気相成長 / 自己組織化 / Stranski-Krastanow成長 / 全光スイッチ / マッハツェンダー干渉型 / 二モード干渉型
研究概要

量子ドットの研究においては、量子ドットの縮小・高密度化の成長条件についてまとめ、その後、均一化に向けた量子ドットの成長条件を検討した。そして、量子ドットの成長レートを低下することにより、(631)ファセットの出現した縦、横方向共に揺らぎが16%程度と均一な量子ドットを得た。次に、InPキャップ層の平坦化を行い、成長レート、V/III比に関する検討から表面平坦性を改善し、RMS値で0.4nm程度のラフネスに抑えることが出来た。この構造に関する光学特性の評価から、量子ドットの均一化の効果が実証され、量子ドットからの半値幅が40meVに減少したことを確認した。InPキャップ層による多層構造の作製においては、多層化の際に、GaInAs層の導入により、量子ドットへの下地層からのInのマイグレーションを抑えることが可能であることを示し、3、5層の量子ドット構造の作製を行い、その光学特性を評価した。このとき、5層のドットでは、発光強度の増加と波長のブルーシフトが確認された。これは、下層のドットからの歪み緩和の効果によるものと推測される。
全光スイッチの研究においては、MOVPE選択成長導波路の導波損失係数、及び非線形屈折率の測定を行った。ファブリ・ペローエタロン法を用いた導波損失の測定では、波長1485nmの光に対してアクティブ領域では90cm^<-1>以上であるのに対し、境界領域及びパッシブ領域では40cm^<-1>以下となり、50cm^<-1>以上の差が得られることを確認した。また、マッハ・ツェンダー干渉計及びファブリ・ペローエタロン法を用いた非線形屈折率の測定では、非線形屈折率が見積もることに成功した。マッハ・ツェンダー干渉計においては全光スイッチング動作を実現し、波長1620nmの信号光に対し屈折率の変化量は0.025%と見積もられた。ファブリ・ペローエタロン法による測定では、MOVPE選択成長導波路においても遜色のない値が得られており、選択成長を用いて素子の作製を行うことによる非線形屈折率の悪化は観測されなかった。

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

    (30件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (25件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Wavelength demultiplexer using GaInAs-InP MQW-based variable refractive-index arrayed waveguides fabricated by selective MOVPE2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, S.Shimotaya, A.Kawai, D.Machida, K.Shimomura
    • 雑誌名

      IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics 11

      ページ: 211-216

    • 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] Wavelength demultiplexer using GaInAs-InP MQW-based variablel refractive-index arrayed waveguides fabricated by slective MOVPE2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, S.Shimotaya, A.Kawai, D.Machida, K.Shimomura
    • 雑誌名

      IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics vol.11 no.1

      ページ: 211-216

    • 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] Wavelength demultiplexer using GaInAs-InP MQW-based variable refractive-index arrayed waveguides fabricated by selective MOVPE2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, S.Shimotaya, A.Kawai, D.Machida, K.Shimomura
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics Vol.11,no1

      ページ: 211-215

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Arrayed waveguides with linearly varying refractive index distribution and its application for wavelength demultiplexer2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, T.Saitoh, A.Kawai, S.Shimotaya, K.Shimomura
    • 雑誌名

      J.Crystal Growth 272

      ページ: 582-587

    • 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] Four-channel wavelength demultiplexing with 25-nm spacing in variable refractive-index arrayed waveguides2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, S.Shimotaya, D.Machida, K.Shimomura
    • 雑誌名

      Electron.Lett 40

      ページ: 900-901

    • 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] A novel straight arrayed waveguide grating with linearly varying refractive index distribution2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, T.Saitoh, S.Shimotaya, K.Shimomura
    • 雑誌名

      IEEE Photon.Tech.Lett. 16

      ページ: 144-146

    • 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] Arrayed waveguides with linearly varying refractive index distribution and its application for wavelength demultiplexer2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, T.Saitoh, A.Kawai, S.Shimotaya, K.Shimomura
    • 雑誌名

      J.Crystal Growth vol.272

      ページ: 582-587

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Four-channel wavelength demultiplexing with 25-nm spacing in variable refractive-indexarrayed waveguides2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, S.Shimotaya, D.Machida, K.Shimomura
    • 雑誌名

      Electron.Lett. vol.40 no.14

      ページ: 900-901

    • 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] A novel straight arrayed waveguide grating with linearly varying refractive indexdistribution2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, T.Saitoh, S.Shimotaya, K.Shimomura
    • 雑誌名

      IEEE Photon.Tech.Lett. vol.16 no.1

      ページ: 144-146

    • 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] Opticaldeflector using arrayed waveguides fabricated by MOVPE selective area growth2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, S.Shimotaya, D.Machida, K.Shimomura
    • 雑誌名

      9th OptoElectronics and Communications Conference / 3rd Conference on Optical Internet (OECC/COIN2004) Kanagawa, Japan 13P-118

    • 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] Wavelength demultiplexing characteristic in Two-mode interference opticaldevice by MOVPE selective area growth2004

    • 著者名/発表者名
      H.Fukuda, T.Yuuki, T.Kurihashi, Y.Iwabuchi, K.Shimomura
    • 雑誌名

      9th OptoElectronics and Communications Conference / 3rd Conference on Optical Internet (OECC/C01N2004) Kanagawa, Japan 13P-17

    • 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] 4-channel wavelength demultiplexing in GaInAs/1nP MQW based arrayed waveguides2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, S.Shimotaya, D.Machida, K.Shimomura
    • 雑誌名

      9th OptoElectronics and Communications Conference / 3rd Conference on Optical Internet (OECC/COIN2004) Kanagawa, Japan 14F1-4

    • 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] Arrayed waveguides with linearly varying refractive index distribution and its a plication far wavelength demultiplexer2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, T.Saitoh, A.Kawai, S.Shimotaya, K.Shimomura
    • 雑誌名

      2004 International Conference on Indium Phosphide and Related Materials, Kagoshima, Japan WA2-5

    • 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] Flatsurface growth conditions of InP capping layer over InAs Quantum Dots on(001)InP Substrate2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hirose, S.Okamoto, J.Yamamoto, T.Shioda, K.Shimomura
    • 雑誌名

      12th International Conference on Metal Organic Vapor Phase Epitaxy, Lahaina, Maui, Hawaii Quantum Structures Poster Session (11)

    • 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] Selective MOVPE growth of tilted arrayed waveguides from [011] direction2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, A.Kawai, S.Shimotaya, K.Shimomura
    • 雑誌名

      12th International Conference on Metal Organic Vapor Phase Epitaxy, Lahaina, Maui, Hawaii Growth Issues Poster Session (30)

    • 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] Wavelength demultiplexer using arrayed waveguides with linearly varying refractiveindex distribution2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, S.Shimotaya, T.Saitoh, K.Shimomura
    • 雑誌名

      2004 Conference on Lasers & Electro-Optics, San Francisco, California, USA CThT8

    • 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] Four-channel wavelength demultiplexing with 25-nm spacing in variable refractive-index arrayed waveguides2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, S.Shimotaya, D.Machida, K.Shimomura
    • 雑誌名

      Electron.Lett vol.40,no.14

      ページ: 900-901

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A novel straight arrayed waveguide grating with linearly varying refractive index distribution2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, T.Saitoh, S.shimotaya, K.Shimomura
    • 雑誌名

      IEEE Photon.Tech.Lett. vol.16,no.1

      ページ: 144-146

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Flat surface growth conditions of InP capping layer over InAs Quantum Dots on (001)InP Substrate2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hirose, S.Okamoto, J.Yamamoto, T.Shioda, K.Shimomura
    • 雑誌名

      12th International Conference on Metal Organic Vapor Phase Epitaxy

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Selective MOVPE growth of tilted arrayed waveguides from [011] direction2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, A.Kawai, S.Shimotaya, K.Shimomura
    • 雑誌名

      12th International Conference on Metal Organic Vapor Phase Epitaxy

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical analysis of 1.55 um wavelength optical deflector using arrayed waveguide with staircase like refractive index distribution2003

    • 著者名/発表者名
      K.Miki, Y.Kawakita, T.Kihara, K.Shimomura
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan, Part2 86

      ページ: 1-9

    • 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] High growth enhancement factor in arrayed waveguides by MOVPE selective area growth2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Moriguchi, T.Kihara, K.Shimomura
    • 雑誌名

      J.Crystal Growth 248

      ページ: 395-399

    • 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] Numerical analysis of 1.55 um wavelength optical deflector using arrayed waveguide with staircaselike refractive index distribution2003

    • 著者名/発表者名
      K.Miki, Y.Kawakita, T.Kihara, K.Shimomura
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan, Part2 vol.86 no.4

      ページ: 1-9

    • 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] High growth enhancement factor in arrayed waveguides by MOVPE selective areagrowth2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Moriguchi, T.Kihara, K.Shimomura
    • 雑誌名

      J.Crystal Growth vol.248

      ページ: 395-399

    • 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] Wavelength demultiplexing in straight arrayed waveguides with staircase-like refractive index distribution2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Kawakita, Y.Moriguchi, K.Shimomura
    • 雑誌名

      Conference on Lasers and Electro-Optics(CLEO 2003), Baltimore, Maryland, USA CWA44

    • 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
  • [文献書誌] Y.Moriguchi, T.Kihara, K.Shimomura: "High growth enhancement factor in arrayed waveguides by MOVPE selective area growth"J.Crystal Growth. vol.248. 395-399 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 廣瀬和義, 岡本理志, 山本純也, 塩田倫也, 下村 和彦: "InP(001)基板上におけるInAs量子ドットの多層化に向けた平坦条件"第51回応用物理学関係連合講演会講演予稿集. (発表予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 福田秀明, 結城武彦, 栗橋鉄平, 岩淵裕樹, 下村 和彦: "MOVPE選択成長法を用いた二モード干渉型素子における波長分波特性"第51回応用物理学関係連合講演会講演予稿集. (発表予定). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 廣瀬和義, 福岡竜二, 下村和彦: "InP(001)基板上におけるInAs量子ドットの成長条件依存性"第63回応用物理学学術講演会講演予稿集. No.1. 270 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 川合陽, 森口裕亮, 下村和彦: "選択成長アレイ導波路の層厚比SiO2膜厚依存性"第63回応用物理学学術講演会講演予稿集. No.1. 264 (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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