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InAs量子カスケードレーザの次元性の制御とその効果

研究課題

研究課題/領域番号 19206033
研究種目

基盤研究(A)

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
研究機関東北大学

研究代表者

大野 英男  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (00152215)

研究分担者 大谷 啓太  東北大学, 電気通信研究所, 助教 (40333893)
研究協力者 林 宗澤  東北大学, 大学院・工学研究科, 博士後期課程学生
ベルムバーリック モハッマド  東北大学, 大学院・工学研究科, 博士前期課程学生
佐藤 啓貴  東北大学, 工学部・情報知能システム総合学科, 学部学生
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
34,060千円 (直接経費: 26,200千円、間接経費: 7,860千円)
2009年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2008年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2007年度: 22,100千円 (直接経費: 17,000千円、間接経費: 5,100千円)
キーワード量子井戸 / MBE・エピタキシャル / 高性能レーザー / テラヘルツ赤外材料・素子 / サブバンド / MBE、エピタキシャル / 高性能レーザ / テラヘルツ / 赤外線素子 / 光源技術 / 量子エレクトロニクス / トンネル現象 / 赤外材料・素子
研究概要

InAs中赤外量子カスケードレーザ(QCL)の磁場によるキャリアの閉じ込め効果を調べるために、量子井戸の面内に平行方向、及び垂直方向に磁場を印加し、特性を評価した。磁場を面内垂直方向に印加すると、ランダウ準位形成により閾値電流密度が減少した。一方で面内平行方向では閾値電流密度は変化せず、スロープ効率のみが増加するという特異な振る舞いを観測した。又テラヘルツ(THz)帯においても磁場の効果を調べるため、GaAs THz QCLを開発した。加えてTHz帯で高性能化が期待できるZnO量子井戸においてサブバンド間遷移を初めて観測した。

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (31件) 備考 (3件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Intersubband optical transitions in ZnO-based quantum wells grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy2009

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani, M. Belmoubarik, H. Ohno
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth Vol.311

      ページ: 2176-2176

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermally activated longitudinal optical phonon scattering of a 3.8 THz GaAs quantum cascade laser2009

    • 著者名/発表者名
      Tsung-Tse Lin, Keita Ohtani, Hideo Ohno
    • 雑誌名

      Applied Physics Express Vol.2

      ページ: 22102-22102

    • NAID

      10025084510

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intersubband optical transitions in ZnO-based quantum wells grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy2009

    • 著者名/発表者名
      K.Ohtani, M.Belmoubarik, H.Ohno
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth 311

      ページ: 2176-2178

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intersubband transitions in ZnO quantum wells2008

    • 著者名/発表者名
      M. Belmoubarik, K. Ohtani, H. Ohno
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters Vol.92

      ページ: 191906-191906

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous lasing of interband and intersubband transitions in InAs/AlSb quantum cascade laser structures2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani, H. Ohnishi, H. Ohno
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters Vol.92

      ページ: 41102-41102

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intersubband transitions in ZnO multiple quantum wells2008

    • 著者名/発表者名
      M. Belmoubarik, K. Ohtani, and H. Ohno
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 92

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermally activated longitudinal optical phonon scattering of a 3.8 THzGaAs quantum cascade laser2008

    • 著者名/発表者名
      Tsung-Tse Lin, Keita Ohtani, and Hideo Ohno
    • 雑誌名

      Applied Physics Express 2

    • NAID

      10025084510

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous lasing of interband and intersubband transitions in InAs/AlSb quantum cascade laser structures2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani, H. Ohnishi, and H. Ohno
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters Vol. 92

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 金属プラズモン導波路構造を有するテラヘルツ量子カスケードレーザ2010

    • 著者名/発表者名
      大谷啓太, 林宗澤, 大野英男
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 金属導波路構造GaAsテラヘルツ量子カスケードレーザの発振特性2010

    • 著者名/発表者名
      大谷啓太, 林宗澤, 大野英男
    • 学会等名
      応用物理学会テラヘルツ電磁波技術研究会、電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティテラヘルツ応用システム時限研究会合同研究討論会、秋保リゾート・ホテルクレセント
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Intersubband transitions in ZnO quantum wells2010

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani, M. Belmoubarik, H. Ohno
    • 学会等名
      SPIE Photonics West, San Francisco
    • 発表場所
      California, USA
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 金属プラズモン導波路構造を有するテラヘルツ量子カスケードレーザ2010

    • 著者名/発表者名
      大谷啓太, 林宗澤, 大野英男
    • 学会等名
      第57回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      東海大学、平塚
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 金属導波路構造GaAsテラヘルツ量子カスケードレーザの発振特性2010

    • 著者名/発表者名
      大谷啓太, 林宗澤, 大野英男
    • 学会等名
      応用物理学会テラヘルツ電磁渡技術研究会、電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティテラヘルツ応用システム時限研究会合同研究討論会
    • 発表場所
      秋保リゾート・ホテルクレセント、仙台
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Intersubband transitions in ZnO quantum wells2010

    • 著者名/発表者名
      K.Ohtani, M.Belmoubarik, H.Ohno
    • 学会等名
      SPIE Photonics West
    • 発表場所
      San Francisco, California, USA
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Quantum cascade lasers2009

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani, H. Ohno
    • 学会等名
      2^<nd> Japan/German Workshop "Nanolaser Based Optical Sensing"
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2009-02-17
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Terahertz GaAs quantum cascade lasers2009

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani, T.-T. Lin, H. Ohno
    • 学会等名
      2nd Sweden-Japan Terahertz Symposium
    • 発表場所
      Goteborg, Sweden
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Fabrication of Cu-based metal-metal waveguide GaAs quantum cascade lasers2009

    • 著者名/発表者名
      Tsung-Tse Lin, Keita Ohtani, Hideo Ohno
    • 学会等名
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Conduction to valence band offset ratio of ZnO/MgZnO quantum wells2009

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani, M. Belmoubarik, H. Ohno
    • 学会等名
      The 10^<th> International Conference on Intersubband Transitions in Quantum Wells
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Fabrication of Copper metal-metal THz waveguide by radio-frequency sputtering method2009

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani, T.-T. Lin, H. Ohno
    • 学会等名
      The 10^<th> International Conference on Intersubband Transitions in Quantum Wells
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書 2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Fabrication and operation of a metal-metal waveguide GaAs terahertz quantum cascade laser2009

    • 著者名/発表者名
      T. T. Lin, K. Ohtani, H. Ohno
    • 学会等名
      14th International Conference on Modulated Semiconductor Structures (MSS-14)
    • 発表場所
      Kobe Japan
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] InAs quantum cascade lasers : molecular beam epitaxy, current laser performance, and perspective2009

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani
    • 学会等名
      14^<th> International Conference on Narrow Gap Semiconductors and Systems (NGS^2-14)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Fabrication of Cu-based metal-metal waveguide GaAs quantum cascade lasers2009

    • 著者名/発表者名
      Tsung-Tse Lin, Keita Ohtani, Hideo Ohno
    • 学会等名
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学、富山
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication and operation of a metal-metal waveguide GaAs terahertz quantum cascade laser2009

    • 著者名/発表者名
      T.T.Lin, K.Ohtani, H.Ohno
    • 学会等名
      14th International Conference on Modulated Semiconductor Structures (MSS-14)
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] InAs quantum cascade lasers : molecular beam epitaxy, current laser performance, and perspective2009

    • 著者名/発表者名
      K.Ohtani
    • 学会等名
      14^<th> International Conference on Narrow Gap Semi conductors and Systems (NGS^2-14)
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 分子線エピタキシによるテラヘルツGaAs量子カスケードレーザの成長2008

    • 著者名/発表者名
      大谷啓太、林宗澤、大野英男
    • 学会等名
      第38回結晶成長国内学会(NGCCG-38)
    • 発表場所
      仙台市戦災復興記念会館
    • 年月日
      2008-11-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Thermal property of an InAs/A1Sb quantum cascade laser2008

    • 著者名/発表者名
      Keita Ohtani and Hideo Ohno
    • 学会等名
      International Quantum Cascade Lasers School & Workshop
    • 発表場所
      Monte Verita, Switzerland
    • 年月日
      2008-09-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Development of mid-infrared and THz quantum cascade lasers at Tohoku University2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani and H. Ohno
    • 学会等名
      International Symposium on Terahertz between Japan and Sweden
    • 発表場所
      Tokyo Metropolitan City Hall, Japan
    • 年月日
      2008-05-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Temperature dependence of threshold current density of terahertz QCL: Comparison with mid-infrared QCL2008

    • 著者名/発表者名
      Tsung Tse Lin, Keita Ohtani, and Hideo Ohno
    • 学会等名
      2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス
    • 年月日
      2008-03-28
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] テラヘルツ量子カスケードレーザの現状と問題点(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      大谷啓太
    • 学会等名
      量子エレクトロクス研究会・テラヘルツ電磁波技術研究会合同研究会
    • 発表場所
      軽井沢
    • 年月日
      2008-01-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 分子線エピタキシによるテラヘルツGaAs量子カスケードレーザの成長2008

    • 著者名/発表者名
      大谷啓太, 林宗澤, 大野英男
    • 学会等名
      第38回結晶成長国内学会
    • 発表場所
      仙台市戦災復興記念会館
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Temperature dependence of threshold current density of terahertz QCL2008

    • 著者名/発表者名
      Tsung-Tse Lin, Keita Ohtani, Hideo Ohno
    • 学会等名
      2008 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center, Japan
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] Temperature dependence of threshold current density of terahertz QCL : Comparison with mid-infrared QCL2008

    • 著者名/発表者名
      Tsung-Tse Lin, Keita Ohtani, Hideo Ohno
    • 学会等名
      International Quantum Cascade Lasers School & Workshop
    • 発表場所
      Monte Verita, Switzerland
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] Thermal property of an InAs/AlSb quantum cascade laser2008

    • 著者名/発表者名
      Keita Ohtani, Hideo Ohno
    • 学会等名
      International Quantum Cascade Lasers School & Workshop
    • 発表場所
      Monte Verita,, Switzerland
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Intersubband optical transitions in ZnO-based quantum wells grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani, M. Belmoubarik, H. Ohno
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Molecular Beam Epitaxy
    • 発表場所
      The University of British Columbia, Canada
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] Development of mid-infrared and THz quantum cascade lasers at Tohoku University2008

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani, H. Ohno
    • 学会等名
      International Symposium on Terahertz between Japan and Sweden
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Temperature dependence of threshold current density of terahertz QCL : Comparison with mid-infrared QCL2008

    • 著者名/発表者名
      Tsung-Tse Lin, Keita Ohtani, Hideo Ohno
    • 学会等名
      2008年春季第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部船橋キャンパス
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] テラヘルツ量子カスケードレーザの現状と問題点2008

    • 著者名/発表者名
      大谷啓太
    • 学会等名
      量子エレクトロクス研究会・テラヘルツ電磁波技術研究会合同研究会
    • 発表場所
      上智大学軽井沢セミナーハウス
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Photocurrent spectroscopy of InAs quantum-cascade laser structures2007

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani and H. Ohno
    • 学会等名
      15th International Conference on Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors
    • 発表場所
      Tokyo University, Tokyo
    • 年月日
      2007-07-24
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Photocurrent spectroscopy of InAs quantum-cascade laser structures2007

    • 著者名/発表者名
      K. Ohtani, H. Ohno
    • 学会等名
      15^<th> International Conference on Nonequilibrium Carrier Dynamics in Semiconductors
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考] ホームページ等

    • URL

      http://www.ohno.riec.tohoku.ac.jp

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ohno.riec.tohoku.ac.jp/english

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ohno.riec.tohoku.ac.jp/english

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [産業財産権] 量子カスケードレーザ2008

    • 発明者名
      森安嘉貴, 大野英男, 大谷啓太
    • 権利者名
      旭化成エレクトロニクス (株)、東北大学
    • 出願年月日
      2008-02-06
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [産業財産権] 量子カスケードレーザ2008

    • 発明者名
      森安嘉貴、大野英男、大谷啓太
    • 権利者名
      森安嘉貴、大野英男、大谷啓太
    • 産業財産権番号
      2008-026653
    • 出願年月日
      2008-02-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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