スピンフォトニックデバイスの創成

• 研究課題/領域番号: 23656240
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 河口 仁司 奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 教授 (40211180)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: スピン注入 / スピン緩和 / 円偏光レーザ発振 / 円偏光スイッチ / (110)量子井戸 / フォトニックデバイス / スピン面発光半導体レーザ / マイクロポスト / 電磁誘導透過

研究概要

半導体中の電子のスピン状態を制御し、光機能デバイスを創成する試みは、光・量子情報処理への新しい展開を拓くと期待される。電子スピンが揃った状態が長く続く結晶方位を用いた面発光半導体レーザを作製し、広い波長領域にわたり円偏光発振を得た。又、ナノサイズの構造を作製し、左右円偏光間の高速スイッチングを実現した。さらに光通信波長域で動作する材料で量子井戸構造を作製し、電子スピンの緩和時間を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Crystal growth of InGaAs/InAlAs quantum wells on InP(110) by MBE (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yasuda, S. Koh, K. Ikeda, H. Kawaguchi
  • 雑誌名: J. Cryst. Growth 巻: 364 ページ: 95-100
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2012.11.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pump probe measurement of electron spin relaxation time in (110)-oriented GaAs/AlGaAs multiple quantum well microposts (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Yokota, Y. Tsunemi, K. Ikeda, and H.Kawaguchi
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: Vol. 5, No. 12 号: 12 ページ: 122401-122401
  • DOI: 10.1143/apex.5.122401
  • NAID: 10031140414
  • 査読あり
• [雑誌論文] Circularly polarized lasing over wide wavelength range in spin-controlled Absorption [103/cm] (110) vertical-cavity surface-emitting laser (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Iba, S. Koh, and H. Kawaguchi
  • 雑誌名: Solid State Commun. 巻: 152 号: 16 ページ: 1518-1521
  • DOI: 10.1016/j.ssc.2012.06.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of measurement techniques for electron spin relaxation time in a GaAs/AlGaAs multiple quantum well (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Yokota, K. Ikeda, and H. Kawaguchi
  • 雑誌名: Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 巻: 44 号: 7-8 ページ: 1176-1181
  • DOI: 10.1016/j.physe.2012.01.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlation between Morphology and Electron Spin relaxation Time in GaAs/AlGaAs Quantum Wells on Slightly Misoriented GaAs(110) substrates (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Koh, K. Ikeda, and H. Kawaguchi
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 110 号: 4 ページ: 43516-43516
  • DOI: 10.1063/1.3622586
  • 査読あり
• [雑誌論文] 電子スピン緩和ダイナミクスの制御と半導体レーザの円偏光レーザ発振 (2011)
  • 著者名/発表者名: 黄晋二、揖場聡、池田和浩、河口仁司
  • 雑誌名: 表面科学 巻: 32 ページ: 755-760
  • NAID: 10030442637
  • 査読あり
• [学会発表] Circularly Polarized Lasing in Spin-Controlled Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Koh, S. Iba, K. Ikeda, and H. Kawaguchi
  • 学会等名: International Conference of the Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS 2012)
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2012-10-04
• [学会発表] Circularly polarized lasing in (110) quantum well-based spin laser (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Iba, S. Koh, K. Ikeda, and H. Kawaguchi
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics 2012, NanoScience + Engineering,Spintronics V
  • 発表場所: サンディエゴ(米国)
  • 年月日: 2012-08-06
• [学会発表] Room temperature laser oscillation with circular polarization in spin VCSELs (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawaguchi
  • 学会等名: 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2012)
  • 発表場所: 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2012)
  • 年月日: 2011-09-27
• [学会発表] Spin-photonic semiconductor devices based on (110) quantum wells: Spin-VCSELs and Spin-Switches (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawaguchi
  • 学会等名: The 13th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON 2011)
  • 発表場所: ストックホルム(スウェーデン)
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] Optically-pumped circularly polarized lasing in a (110)VCSEL with GaAs/AlGaAs QWs at room temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Iba, S. Koh, K. Ikeda, and H. Kawaguchi
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO /IQEC 2011)
  • 発表場所: ボルチモア(米国)
  • 年月日: 2011-05-03
• [学会発表] Optically-pumped circularly polarized lasing in a (110)VCSEL with GaAs/AlGaAs QWs at room temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Iba, S. Koh, K. Ikeda, and H. Kawaguchi
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO /IQEC 2011)
  • 発表場所: Baltimore, Maryland, USA
• [学会発表] Spin-photonic semiconductor devices based on (110) quantum wells: Spin-VCSELs and Spin-Switches (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawaguchi
  • 学会等名: The 13th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON 2011)(招待講演)
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
• [学会発表] （110）スピン面発光半導体レーザの広帯域円偏光発振 (2011)
  • 著者名/発表者名: 揖場聡、黄晋二、池田和浩、河口仁司
  • 学会等名: 2011年（平成23年）秋季、第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学（山形県）
• [学会発表] GaAs/AlGaAs MQWの電子スピン緩和時間測定法に関する検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 横田信英、池田和浩、片山健夫、黄晋二、河口仁司
  • 学会等名: 2011年（平成23年）秋季、第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学（山形県）
• [学会発表] (110)スピン面発光半導体レーザの室温円偏光発振特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 揖場聡、黄晋二、池田和浩、河口仁司
  • 学会等名: 第16回半導体スピン工学の基礎と応用 (PASPS-16)
  • 発表場所: 東京工業大学（東京都）
• [学会発表] 偏光制御による高機能フォトニックデバイス (2011)
  • 著者名/発表者名: 横田信英
  • 学会等名: 日本学術会議公開シンポジウム「第2回先端フォトニクスシンポジウム」
  • 発表場所: 日本学術会議講堂（東京都）
• [学会発表] Circularly polarized lasing in (110) quantum well-based spin laser
  • 著者名/発表者名: S. Iba
  • 学会等名: SPIE Optics + Photonics 2012, NanoScience + Engineering, Spintronics V
  • 発表場所: サンディエゴ（米国）
  • 招待講演
• [学会発表] Room temperature laser oscillation with circular polarization in spin VCSELs
  • 著者名/発表者名: H. Kawaguchi
  • 学会等名: 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2012)
  • 発表場所: 京都国際会館（京都府）
  • 招待講演
• [学会発表] Circularly Polarized Lasing in Spin-Controlled Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers
  • 著者名/発表者名: S. Koh
  • 学会等名: International Conference of the Asian Union of Magnetics Societies (ICAUMS 2012)
  • 発表場所: 奈良県新公会堂（奈良県）
  • 招待講演
• [学会発表] スピンVCSELとその発振円偏光高速スイッチング
  • 著者名/発表者名: 河口仁司
  • 学会等名: 第5回超高速光エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 箱根強羅 ラフォーレ強羅（神奈川県）
  • 招待講演
• [学会発表] MBE法によるInP(110)基板上InGaAs/InAlAs量子井戸の結晶成長
  • 著者名/発表者名: 安田祐介
  • 学会等名: 2012年（平成24年）秋季、第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学（愛媛県）
• [学会発表] GaAs(110)基板上のFe及びFePtの成長
  • 著者名/発表者名: 阿野浩一郎
  • 学会等名: 2012年（平成24年）秋季、第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学（愛媛県）
• [学会発表] GaAs/AlGaAs(110) MQWマイクロポストにおける電子スピン緩和時間の評価
  • 著者名/発表者名: 横田信英
  • 学会等名: 2012年（平成24年）秋季、第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学（愛媛県）
• [学会発表] 顕微PL法を用いた電子スピン緩和時間測定におけるスピン拡散効果
  • 著者名/発表者名: 池田和浩
  • 学会等名: 2012年（平成24年）秋季、第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学・松山大学（愛媛県）
• [学会発表] InP(110)基板上InGaAs/InAlAs量子井戸の電子スピン緩和時間
  • 著者名/発表者名: 安田祐介
  • 学会等名: 2013年（平成25年）春季、第60回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学（神奈川県）
• [学会発表] (110)-Oriented GaAs/AlGaAs Multiple Quantum Well Microposts for High-Speed Polarization Switching of Spin-Controlled VCSELs
  • 著者名/発表者名: N. Yokota
  • 学会等名: The European Conference on Lasers and Electro-Optics and the International Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-IQEC 2013)
  • 発表場所: ミュンヘン（ドイツ）
• [学会発表] Spin-photonic devices based on (110) quantum wells
  • 著者名/発表者名: H. Kawaguchi
  • 学会等名: SPIE Optics+Photonics 2013, NanoScience + Engineering, Spintronics VI
  • 発表場所: サンディエゴ（米国）
  • 招待講演
• [備考] 奈良先端科学技術大学院大学 超高速フォトニクス研究室
  • URL: http://mswebs.naist.jp/LABs/kawaguchi/index-j.html
• [備考] 奈良先端科学技術大学院大学 超高速フォトニクス研究室
  • URL: http://mswebs.naist.jp/LABs/kawaguchi/index-j.html
• [備考]
  • URL: http://mswebs.naist.jp/LABs/kawaguchi/index.html