| 研究課題/領域番号 |
16656107
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
竹田 美和 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20111932)
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| 研究分担者 |
田渕 雅夫 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (90222124)
大渕 博宣 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (40312996)
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| キーワード | 量子ドット / 白色LED / 有機金属気相成長法 / III-V族化合物半導体 / 発光素子 |
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| 研究概要 |
有機金属気相エピタキシャル成長法における液滴ヘテロエピタキシーにより、サイズ分布を大きく広げた量子ドットを持つ発光領域を作り、極めて広帯域の発光素子、光増幅素子、および受光素子を作製し、ユニークなデバイス群を生み出すことを目的とした。InP上のInAs量子ドットを持つpn接合により、0.9μmから2.2μmに及ぶ赤外域の「白色光源」とも言える発光素子の動作に室温において成功した。これを元に、極めて広帯域の光素子へと展開し、更には超多モードの半導体レーザをも視野に入れて開発を進めた。
InP基板上のInAs量子ドットの液滴ヘテロエピタキシーを中心に成長を行って来たが、InPに格子整合するGaInAsPやAlInAsを障壁層とする分散量子ドットも作製し、いずれも発光ダイオードの動作に成功した。それぞれ、濡れ性の違いによるサイズ分布の違いや界面における組成傾斜の違いなどから、InP上のInAs量子ドットのサイズ分布が異なり、更に長波長域のカバー(GaInAsP上)が実現され、2.5μmを越える発光(AlInAs上)も得られた。
他の材料系への展開として、GaAs基板に格子整合するGaInPを障壁層とするInPドットにより可視-赤外域の光デバイスを作製した。
量子ドット活性層を1層で発光デバイスを作製しているが、この発光スペクトルの絶対強度測定を行い、電流注入発光で、20μWの光強度を得た。これをmWクラスのデバイスとするには、多層化およびドット密度の更なる向上が必要であることが明らかとなった。
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