環境分析のためのシリコン上ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＡｓ発光素子の開発

• 研究課題/領域番号: 24681026
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 肥後 昭男 東北大学, 原子分子材料科学高等研究機構, 助教 (60451895)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 26,520千円 (直接経費: 20,400千円、間接経費: 6,120千円); 2015年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2014年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2013年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2012年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
• キーワード: MOVPE / InGaAs / 化合物半導体 / MEMS / NEMS / LED / 光デバイス / InAs / シリコンプラットフォーム / 光源 / 発光素子

研究成果の概要

シリコン基板上にIII-V族半導体をモノリシック集積するための基盤技術の確立と長波長光源のための基礎的発光特性について研究をおこなった．実際に作製をしたシリコン上InGaAs光源からはフォトルミネッセンス測定において1600nm帯の発光に成功した．環境分析において長波長光源を用いたガスセンサなどに応用が期待されており、その光源をシリコン上に作製することで将来的にシリコンデバイスとの高度集積素子が可能になる．

研究成果

• [雑誌論文] Impact of artificial lateral quantum confinement on exciton-spin relaxation in a two-dimensional GaAs electronic system (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Kiba, T. Tanaka, Y. Tamura, A. Higo, C. Thomas, S. Samukawa and A. Murayama
  • 雑誌名: AIP Advances 巻: 4 号: 10 ページ: 107112-107112
  • DOI: 10.1063/1.4897958
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Low-damage etching process for the fabrication of GaAs based light emitting devices (2015)
  • 著者名/発表者名: C. Thomas, A. Higo, T. Kiba, Y. Tamura, N. Okamoto, I. Yamashita, A. Murayama, S. Samukawa
  • 学会等名: AVS 62nd International symposium and exhibition, NS+EN+SS-TuA-2
  • 発表場所: San Jose (USA)
  • 年月日: 2015-10-18
  • 国際学会
• [学会発表] Top-down InGaAs/GaAs nanopillars fabrication using a bio-nano process and a neutral beam etching process (2014)
  • 著者名/発表者名: Cedric Thomas, Kenichi Yoshikawa, Chang-Yong Lee, Yosuke Tamura, Akio Higo, Takayuki Kiba, Akihiro Murayama, Ichiro Yamashita, Seiji Samukawa
  • 学会等名: American Vacuum Society 61st International Symposium & Exhibition
  • 発表場所: Baltimore (USA)
  • 年月日: 2014-11-13
• [学会発表] OPTICAL CHARACTERISTICS OF GAAS QUANTUM NANODISKS ARRAYS BY USING NEUTRAL BEAM TOP - DOWN PROCESS (2014)
  • 著者名/発表者名: Akio Higo, Takayuki Kiba, Yosuke Tamura, Cedric Thomas, Ichiro Yamashita, Akihiro Murayama, and Seiji Samukawa
  • 学会等名: 2014 International Conference on Optical MEMS and Nanophotonics
  • 発表場所: Glasgow (Scotland)
  • 年月日: 2014-08-19
• [学会発表] Fabrication of GaAs/AlGaAs nano-pillars using bio-tempate combined with neutral beam defect-free etching (2013)
  • 著者名/発表者名: Cdric Thomas, Yosuke Tamura, Akio Higo, Naofumi Okamoto, Ichiro Yamashita, and Seiji Samukawa
  • 学会等名: AVS 60th International Symposium & Exhibition
  • 発表場所: Long Beach, California, US
• [学会発表] Photoluminescence of High-density and Sub-20-nm GaAs Nanodisks Fabricated with a Neutral Beam Etching Process and MOVPE Regrowth for High Performance QDs Devices (2013)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Tamura, Akio Higo, Takayuki Kiba, Wang Yunpeng, Makoto Igarashi, Cedric Thomas, Weiguo Hu, Mohd Erman Fauzi, Akihiro Murayama, Masakazu Sugiyama, Yoshiaki Nakano, and Seiji Samukawa
  • 学会等名: the 13th IEEE International Conference on Nanotechnology
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] Design of photonic crystal cavity for hexagonal islands (2012)
  • 著者名/発表者名: J. O. Kjellman, A. Higo. Y. Nakano
  • 学会等名: Photonics Conference (IPC), 2012 IEEE
  • 発表場所: カリフォルニア,米国
• [学会発表] Photoluminescence of InGaAs islands on Si(III)substrate grown using micro-channel selective-area MOVPE (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujimoto, A. Higo. J. O. Kjellman, S. Watanabe, M. Sugiyama, and Y. Nakano
  • 学会等名: IEEE optical MEMS and Nanophotonics 2012
  • 発表場所: パンフ, カナダ
• [産業財産権] 半導体集積回路基板およびその製造方法 (2013)
  • 発明者名: 肥後昭男, 中野義昭, 杉山正和, 藤本悠, 渡邉翔太,ヨンケルマン
  • 権利者名: 東京大学
  • 産業財産権番号: 2013-027283
  • 出願年月日: 2013-02-15