| 研究課題/領域番号 |
15H05733
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| 研究種目 |
基盤研究(S)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
結晶工学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
平山 秀樹 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (70270593)
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| 研究分担者 |
鎌田 憲彦 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (50211173)
寺嶋 亘 国立研究開発法人理化学研究所, 平山量子光素子研究室, 研究員 (30450406)
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| 研究期間 (年度) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
200,850千円 (直接経費: 154,500千円、間接経費: 46,350千円)
2019年度: 29,770千円 (直接経費: 22,900千円、間接経費: 6,870千円)
2018年度: 29,380千円 (直接経費: 22,600千円、間接経費: 6,780千円)
2017年度: 29,510千円 (直接経費: 22,700千円、間接経費: 6,810千円)
2016年度: 51,480千円 (直接経費: 39,600千円、間接経費: 11,880千円)
2015年度: 60,710千円 (直接経費: 46,700千円、間接経費: 14,010千円)
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| キーワード | 量子カスケードレーザー / 窒化物半導体 / 未開拓波長 / サブバンド間遷移 / テラヘルツ / バンド内遷位 / 超格子 / バンド内遷位発光 / バンド内遷移 / 量子カスケードレーザ / 結晶成長 |
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| 研究成果の概要 |
窒化物半導体を用いて量子カスケードレーザ（Quantum Cascade Laser: QCL）を作製することにより、QCLの未踏周波数領域である5～12 THz帯のTHz-QCL、及び、波長3μm以下の赤外QCLを実現することを目的として研究を行った。GaN系THz-QCLからの誘導放出発光を観測し、その動作温度の向上を確認した。GaN系THz-QCLの光利得を第一原理計算により求め、室温における光利得が得られることを明らかにした。Si基板リフトオフプロセスを用いた両面金属導波路型GaN系QCLの作製を行い、電流注入を行った結果、解析で予測された電流-電圧特性を観測した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、新規波長光デバイスの実現とそれらを実現する動作機構の物理的な理解に於いて学術的な意義が大きい。テラヘルツ光は、各種透視・非破壊検査用の光源として注目され、その応用範囲は、各種セキュリティ検査、火傷診断や癌細胞選別などの医療、電子産業、農業、各種工業、食品検査などと幅広い。また、近赤外-中赤外光は、光通信や環境計測を中心に応用範囲が広い。小型、連続動作、高出力が可能なTHz帯QCL、赤外QCLの未踏波長領域が実現すれば、応用分野の可能性は大きく広がり、我が国の経済発展への寄与が大きい。
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| 評価記号 |
検証結果 (区分)
B
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評価記号 |
評価結果 (区分)
B: 当初目標に対して研究が遅れており、今後一層の努力が必要である
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