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多次元量子井戸構造による超高速光デバイスの研究

研究課題

研究課題/領域番号 63850059
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 電子材料工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

浅田 雅洋 (1990)  東京工業大学, 工学部, 助教授 (30167887)

末松 安晴 (1988-1989)  東京工業大学, 工学部, 教授 (40016316)

研究分担者 宮本 恭幸  東京工業大学, 工学部, 助手 (40209953)
浅田 雅洋  東京工業大学, 工学部, 助教授 (30167887)
荒井 滋久  東京工業大学, 工学部, 助教授 (30151137)
研究期間 (年度) 1988 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
27,800千円 (直接経費: 27,800千円)
1990年度: 8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
1989年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
1988年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
キーワード多次元量子井戸レ-ザ / 超高速光デバイス / CaInAs / InP / 量子細線 / 量子箱 / 交差型光スイッチ / 低損傷ドライエッチング / GaInAs / 多次元量子井戸構造 / 屈折率反射型光スイッチ
研究概要

本研究は、超高速動作に適した物理的特性変化が期待される量子細線、量子箱構造などの多次元量子井戸構造の作製技術を開発し、これを超広帯域光通信用デバイスに応用することを目的として行い、以下に述べる成果を得た。
多次元量子井戸構造を用いたレ-ザおよび光スイッチの理論解析を行い、レ-ザの極低しきい値化、光スイッチの小型化・低挿入損失化のための最適構造を理論的に明らかにした。
多次元量子井戸構造作製に必要な極微細加工技術を開発するため、量子薄膜構造に電子ビ-ム露光法と化学エッチングにより極微細加工を行った後、有機金属気相成長法による再成長を行った。この方法により、周期70nm、幅30nm、厚さ10nmのGaInAs/GaIn AsP/InP単層量子細線構造を世界で初めて作製することに成功し、77Kにおいて電流注入による量子細線レ-ザの発振動作を達成した。
多層多次元量子井戸レ-ザのように活性層体積の小さなレ-ザで重大な問題である、活性層界面の影響によるしきい値電流の増加を、埋め込み再成長直前の水素雰囲気での加熱処理とInP極薄保護層の導入により大幅に低減できることを見い出した。この方法により、GaInAs/GaInAsP/InP多層量子薄膜細線レ-ザを作製し、室温発振に成功した。
低加速高真空反応性イオンビ-ムエッチングにより、微細加工においても低損傷で、垂直かつ深いエッチング形状が得られることを示した。これを用いて光スイッチ用多層量子細線構造を作製し、電界印加による屈折率変化が4%と極めて大きく、吸収損失が小さいことを初めて実験的に明らかにし、多次元量子井戸構造が高性能光スイッチに極めて有望であることを実証した。

報告書

(4件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 1988 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] Ming Cao: "Lasing Action in GaInAs/GaInAsP QuantumーWire Structure" Transaction IEICE of Japan. Eー73. 63-70 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuhiko Simomura: "Analysis of Semiconductor Intersectional Optical Switch/Modulator Using Electric Field Effect" IEEE Journal of Quantum Electronics. QEー26. 883-892 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tomoyuki Kikugawa: "Observation of Field Induced Refractive Index Variation in GaInAs/InP Quantum Wire (QW)Structure" Electronics Letters. 26. 1012-1013 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuyuki Miyamoto: "HighーQuality nーGaInAs Grown by OMVPE Using Si2H6 by High Velocity Flow" Japanese Journal of Applied Physics. 29. 1910-1911 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.G.Ravikumar: "LowーDamage GaInAs(P)/InP Nanometer Structure by LowーPressure ECRーRIBE" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L1744-L1746 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasunari Miyake: "Room Temperature Operation of GaInAs/GaInAsP/InP SCH MultiーQuantumーFilm laser with Narrow WireーLike Active Region" IEEE Photonic Technology Letters. (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Cao: "Lasing Action in GaInAs/GaInAsP Quantum-Wire Structure" Trans. IEICE of Japan. vol. E-73. 63-70 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Shimomura: "Analysis of Semiconductor Intersectional Optical Switch/Modulator Using Electric Field Effect" IEEE J. Quantum Electron.vol. QE-26. 883-892 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kikugawa: "Observation of Field Induced Refractive Index Variation in GaInAs/InP Quantum Wire (QW) Structure" Electron. Lett. vol. 26. 1012-1013 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Miyamoto: "High-Quality n-GaInAs Grown by OMVPE Using Si_2H_6 by High Velocity Flow" Japan. J. Appl. Phys.vol. 29. 1910-1911 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. G. Ravikumar: "Low-Damage GaInAs(P)/InP Nanometer Structure by Low-Pressure ECR-RIBE" Japan. J. Appl. Phys.vol. 29. 1744-1746 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Miyake: "Room Temperature Operation of GaInAs/GaInAsP/InP SCH Multi-Quantum-Film Laser with Narrow Wire-Like Active Region" IEEE Photonic Tec. Lett.(1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ming Cao: "Lasing Action in GaInAs/GaInAsP QuantumーWire Structure" Transaction IEICE of Japan. Eー73. 63-70 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuhiko Simomura: "Analysis of Semiconductor Intersectional Optical Switch/Modulator Using Electric Field Effect" IEEE Journal of Quantum Electronics. QEー26. 883-892 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Tomoyuki Kikugawa: "Observation of Field Induced Refractive Index Variation in GaInAs/InP Quantum Wire (QW) Structure" Electronics Letters. 26. 1012-1013 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuyuki Miyamoto: "HighーQuality nーGaInAs Grown by OMVPE Using Si2H6 by High Velocity Flow" Japanese Journal of Applied Physics. 29. 1910-1911 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] K.G.Ravikumar: "LowーDamage GaInAs(P)/InP Nanometer Structure by LowーPressure ECRーRIBE" Japanese Journal of Applied Physics. 29. L1744-L1746 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Yasunari Miyake: "Room Temperature Operation of GaInAs/GaInAsP/InP SCH MultiーQuantumーFilm laser with Narrow WireーLike Active Region" IEEE Photonic Technology Letters. (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kikugawa: "Switching operation in OMVPE grown GaInAs/InP intersectional optical switch structures" Photonic Tech.Lett. 1. 126-128 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Miyamoto: "Threshold current density of GaInAsP/InP quantum-box laser" IEEE J.Quantum Electron.25. 2001-2006 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] K.Matsubara: "Field induced refractive index variation in quantum box structure" Trans.IEICE. E72. 1179-1181 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Ming CAO: "Lasing Action in GaInAs/GaInAsP Quantum Wire Structure" Trans.IEICE. E73. 63-70 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 菊川知之: "量子細線構造の電界屈折率変化特性測定" 1990年電子情報通信学会春季全国大会.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] K.G.ラビクマ-ル: "超高真空・低加速電圧ECR-RIBEによるGaInAsP/InPの低損傷微細構造" 1990年春期第37回応用物理学関係連合講演会.

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] P.DASTE: J.Crystal Growth. 93. 365-369 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] M.CAO: Electron.Lett.24. 824-825 (1988)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] K.G.Ravikumar: Trans.IEICE Japan. E72. (1989)

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] K.Matsubara: Electron.Lett.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kikugawa: Photonic Tech.Lett.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 和泉章: 第36回応用物理学会.

    • 関連する報告書
      1988 実績報告書

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公開日: 1988-04-01   更新日: 2016-04-21  

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