| 研究課題/領域番号 |
17H01055
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
結晶工学
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
竹内 哲也 名城大学, 理工学部, 教授 (10583817)
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| 研究分担者 |
田中 崇之 名城大学, 理工学部, 准教授 (10367120)
宮嶋 孝夫 名城大学, 理工学部, 教授 (50734836)
井手 利英 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90397092)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 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 |
44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円)
2019年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2018年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2017年度: 25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)
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| キーワード | 面発光レーザー / 窒化物半導体 / 多層膜反射鏡 / トンネル接合 / 窒化ガリウム / 面発光レーザ / 電流狭窄 / 光閉じ込め / 半導体レーザ / エピタキシャル成長 |
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| 研究成果の概要 |
高効率・高出力化に対して、光閉じ込め構造と長共振器構造により、従来3mW程度の光出力が、4.4mWまで増大した。また、導電性DBRにより、素子抵抗が2/3まで低減した。さらに、低抵抗GaNトンネル接合を実現させ、トンネル接合を有する面発光レーザーも実証した。長波長化に関しては、その場ウエハ曲率測定により、エピ成長が進行することでInNモル分率が意図せず増加する現象を見出し、エピ条件で補償することで、より均一なDBRを作製した。活性層の長波長化はGaN基板上の成長条件最適化が必要なことが明らかになった。最後に、変調特性としてGHzレベルの応答を示す初期的結果が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
レーザーの高性能とLEDの高生産性を兼ね備える面発光レーザーでは、GaAs系赤外・赤色面発光レーザーが実現し、顔認証などの光源として実用化されている。GaN系青・緑色面発光レーザーが実現すれば、三原色が揃い、メガネ型ディスプレイ、アダプティブヘッドライトなどの次世代光源として、安心・安全社会実現に大きく貢献する。
本研究では、GaN系反射鏡、光閉じ込め、電流狭窄などの必須構造を、生産性の観点も考慮した手法で検討した。その結果、波長410nmにて光出力4.4mW、GHzレベルの高速変調の可能性などを実証した。上述したアプリケーションへの社会実装に必要な要素技術の確立と今後の方向性を明確にした。
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