格子緩和層とType-II型ヘテロ材料を用いた半導体レーザによる高温動作限界の打破

• 研究課題/領域番号: 24K07610
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
• 研究機関: 宮崎大学
• 研究代表者: 荒井 昌和 宮崎大学, 工学部, 准教授 (90522003)
• 研究分担者: 藤澤 剛 法政大学, 理工学部, 教授 (70557660)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 半導体レーザ / 結晶成長

研究開始時の研究の概要

情報量の増大に伴い高密度集積した光電子融合回路が用いられる。使用環境は高温となり、従来の光ファイバ通信用半導体レーザでは、この高温によるレーザ特性の低下が、システム全体のボトルネックになる。本課題ではこれまでの限界を半導体結晶成長と材料選択から見直し飛躍的に高める。基板の格子定数とは異なる材料系の成膜が可能な、転位をバッファ層に閉じ込める成長により深い量子井戸を形成し高温環境下での量子効率の低下抑制効果を検証する。さらに電子・正孔分離型ヘテロ構造量子井戸で高温下での光損失を低減する。これらにより従来の通信用レーザの限界を超える高い温度領域で安定動作するレーザを実証しその有用性を示す。