| 研究課題/領域番号 |
21H01834
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分30010:結晶工学関連
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| 研究機関 | 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所 |
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研究代表者 |
章 国強 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, 主任研究員 (90402247)
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| 研究分担者 |
俵 毅彦 日本大学, 工学部, 教授 (40393798)
日比野 浩樹 関西学院大学, 工学部, 教授 (60393740)
徐 学俊 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, 主任研究員 (80593334)
滝口 雅人 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, ナノフォトニクスセンタ, 主任研究員 (90728205)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 化合物半導体 / 異種接合 / ナノワイヤ / 歪 / InP / レーザ / フォトニック結晶 / 発光ダイオード / 半導体 / 歪緩和 / 積層欠陥 / InAs / シリコン / レーザー / ナノ構造 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究課題では，ナノワイヤ成長技術を用い，シリコン（Si）フォトニクスの実現に必須なモノリシック通信波長帯レーザーの開発を目指す．独自に開発した自己触媒vapor-liquid-solid（VLS）成長法により高品質なInP/InAs軸方向ヘテロ構造を持つナノワイヤをSOI（Silicon On Insulator）基板上に直接形成し、電流注入によりレーザー動作を実証する．本研究はナノワイヤの高い構造自由度と発光波長の高い制御性を用い，現在まで極めて困難な課題となっているSiフォトニクス用モノリシック光源形成の実現に大きく貢献するものである．
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| 研究成果の概要 |
本研究課題は以下の研究成果が有る：①通信波長帯のナノワイヤレーザ発振の熱影響の解明；②自己触媒法bottom-upナノワイヤにFIB法でフォトニック結晶構造加工に成功；③自己組織化によってSi(111)基板上の触媒インジウム微粒子の配列制御技術確立・Si基板上にInPナノワイヤのエピタキシャル成長モードの直径依存性の解明；④<111>A方位を持つ高品質なInPナノワイヤ配列作製技術の確立；⑤InP/InAsナノワイヤヘテロ構造の界面特性・格子変形メカニズムの解明；⑥InP/InAsナノワイヤ発光ダイオードの電気特性の改善．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の2次元膜構造に対し、１次元ナノワイヤ構造は，格子不整合系においても高品質な結晶成長が可能な点に強い特徴がある．しかし，界面特性・格子変形を完全に解明する必要がある．SPring-8放射光と透過型電子顕微鏡を用いて格子界面の状態や歪緩和のメカニズムを解明することに成功した．これらの界面特性に関する研究は，高性能レーザーデバイス実現に非常に重要であるだけでなく，格子不整合系の歪緩和の新しい知見に繋がり，学術にも大きく貢献するものである．
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