| 研究領域 | 特異構造の結晶科学：完全性と不完全性の協奏で拓く新機能エレクトロニクス |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
19H04543
|
|---|
| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
理工系
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
片山 竜二 大阪大学, 工学研究科, 教授 (40343115)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
|
| 配分額 *注記 |
8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
|
|---|
| キーワード | 窒化物半導体 / エピタキシャル成長 / 非線形光学 / 第二高調波発生 / 光パラメトリック下方変換 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
深紫外帯域で発光する材料の導電性制御は困難であり、電流注入とは原理の異なる深紫外光の発生方法の開発が急務である。かたや情報分野においては、現在提案されている光量子計算機は依然として系が巨大で調整困難なうえ安定性が乏しく、その小型化が求められる。上記背景を踏まえ本研究では、窒化物半導体の「極性反転」という特異構造の更なる理解と制御技術の確立を行い、深紫外第二高調波発生と量子もつれ光子対発生の実証を行う。これにより、結晶工学的な学術的知見の掘り下げ、工業・医療分野への応用や、室温動作・高安定な光導波路型量子計算機の実用化などの各分野への貢献を目指す。
|
| 研究実績の概要 |
本研究では、窒化物半導体の「極性反転」という特異構造の形成技術の深化とその物性・機能の制御、ならびにこれを利用した波長変換による新規光源の開発を目的とした。深紫外帯域で発光するAlGaNは導電性制御が本質的に困難であり、高効率レーザは実現されておらず、単なる電流注入とは原理の異なる深紫外光の発生方法の開発が急務である。かたや情報分野においては、光を用いた量子計算機が提案されているが、依然として系が巨大で調整困難なうえ安定性が乏しく、量子光源の小型化が求められる。上記背景を踏まえ本研究ではこの特異構造の更なる理解、制御技術の確立と積極活用を進め、青色レーザ励起による深紫外第二高調波発生と量子もつれ光子対発生を実証する。これにより結晶工学的な学術的知見の掘り下げや新規素子提案に加え、半導体微細加工・医療分野への応用や室温動作・高安定な光導波路型量子計算機の実用化などの各分野への貢献を目指すことを目的とした。
これらの目的のもと、まず一つ目の研究項目である極性反転構造形成技術の深化としては、高品質AlN・GaN薄膜成長と表面活性化ウエハ接合条件の最適化による極性反転構造及び素子形成プロセスの収率改善に成功した。また二つ目の研究項目である波長変換素子の非線形光学特性評価としては、エピタキシャルに極性反転させたAlN・GaNチャネル導波路の形成と青紫色帯域のSHGの実証に成功し、また深紫外SHG及びOPDCによる量子相関光子対発生の測定系構築などの成果が得られた。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
