研究課題
光通信の大容量化の要求に伴って100Gb/s超の超高速化が必要となってくるものと考えられる。この際に光信号再生機能(増幅+波形整形2R,時間同期も含めた3R)は極めて重要となるが、簡単かつ実用的なものはまだ実現されてない。本研究では、我々独自の原子層制御量子ドットにより、単一の素子で超高速光信号再生機能を有する垂直構造光信号再生デバイスを目指して、研究を行っている。本年度は、通常のS-Kモード成長InAs/GaAs量子ドットを原子層窒化によって長波長化する量子ドットについて、そのRHEED法による成長機構、TEM法を用いた結晶構造、PL測定法による発光特性、などの詳しい検討を行った。その結果、比較的大径の量子ドットを窒化することにより室温1.3・m発光が再現性よく実現でき、この構造では窒素InAsドット中に侵入するよりも窒化層がInAs量子ドットを被覆する構造となっており歪の効果が長波長化に強く影響していることが分った。また、窒化が過度に進んだ場合の欠陥の発生が確認され、発光効率の増大に資する条件が明らかになった。一方、InAs量子ドットの垂直方向の積層化による波動関数の結合状態の変化を、試料端面方向に於ける偏光特性観測によって検討した結果、層間のGaAsスペーサ層暑さによるTM/TE偏光比制御の可能性が確認された。この結果は垂直結合した量子ドットの構造設計の基礎的知見として有用である。さらに、ドット高密度化に有効と考えられる多層化構造であるコラムナ量子ドットのMBE成長法を検討し、基本的成長条件を取得した。
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J. Cryst. Growth (印刷中)
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