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2008 年度 研究成果報告書

量子ドットナノ構造による広帯域偏波無依存光アンプの実現

研究課題

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研究課題/領域番号 19360146
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関神戸大学

研究代表者

喜多 隆  神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10221186)

研究分担者 和田 修  神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90335422)
小島 磨  神戸大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00415845)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
キーワード量子ドット / 光アンプ / 偏波無依存 / 広帯域 / 光通信
研究概要

ナノ形状を制御した独自の量子ドットを利用することにより偏波無依存な光応答を実現し、光通信のボトルネック問題の解消を目指して研究を実施した。本研究では量子ドット形状の縦横比を制御できるコラムナ状の量子ドットに着目した。コラムナ量子ドットは積層数を変化させることで量子ドットの形状(アスペクト比)を自在に制御できるため、発光波長や偏波特性を同時に制御可能である。この独自のアプローチにより光通信帯域発光と偏波無依存動作を同時に実現して、100nmを超える広帯域で多波長に応答する光アンプ特性を初めて実証した。さらにキャビティ-構造を有する量子ドットの光スイッチデバイスの試作を行い、超高速光パルスの光再生中継機能を明らかにするとともに、超高速利得飽和応答を利用して30Gb/s相当の全光スイッチング動作を確認することができた。これを通じて、実用的な超高速光パルス信号再生処理デバイスとしての有効性を明らかにすることができた。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (18件)

  • [雑誌論文] Narrowband ultraviolet field-emission device using Gd-doped AlN2009

    • 著者名/発表者名
      S. Kitayama, T. Kita, M. Kawamura, O.Wada, Y. Chigi, Y. Kasai, T. Nishimoto, H.Tanaka, and M. Kobayashi
    • 雑誌名

      IOP Conf.Series : MaterialsScienceandEngineering Vol. 1

      ページ: 012001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 原子層窒素ドープGaAsを用いた励起子微細構造の制御と光子源に向けた展開2009

    • 著者名/発表者名
      喜多隆
    • 雑誌名

      応用物理 Vol.78, No.4

      ページ: 355-359

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron Tomography of Embedded Semiconductor Quantum Dot2008

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, T. Kita, O. Wada, M. Kamino, T. Yaguchi, and T. Kamino
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett Vol.92

      ページ: 031902

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence Dynamics of Coupled Quantum Dots2008

    • 著者名/発表者名
      H. Nakatani, T. Kita, O. Kojima, O. Wada, K. Akahane, and M. Tsuchiya
    • 雑誌名

      Journal of Luminescence Vol.128

      ページ: 975-977

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fine Structure Splitting of Isoelectronic Bound Excitons in Nitrogen-Doped GaAs2008

    • 著者名/発表者名
      T. Kita, Y. Harada, and O. Wada
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B Vol.77

      ページ: 193102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual Chopped Photoreflectance Spectroscopy for Nondestructive Characterization of Semiconductors and Semiconductor Nanostructures2008

    • 著者名/発表者名
      T. Kita, M. Yamada, and O. Wada
    • 雑誌名

      Rev. Sci. Instrum Vol.79

      ページ: 046110

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoluminescence Characteristics of Quantum Dots with Electronic States Interconnected along Growth Direction2008

    • 著者名/発表者名
      O. Kojima, H. Nakatani, T. Kita, O. Wada, K. Akahane, and M. Tsuchiya
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys Vol.103

      ページ: 113504

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flexible Field Emission Device Using Carbon Nanofiber Nanocomposite Sheet2008

    • 著者名/発表者名
      M. Kawamura, Y. Tanaka, T. Kita, O. Wada, H. Nakamura, H. Yanagi, A. Magario, and T. Noguchi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express Vol.1

      ページ: 074004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Magneto-Optical Effects in CdTe/CdMnTe Quantum Wire Structure2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Harada, T. Kita, O. Wada, H. Ando, H. Mariette
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B Vol.78

      ページ: 073304

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real Time Analysis of Self-AssembledInAs/GaAs Quantum Dot Growth by Probing Reflection High-Energy Electron Diffraction Chevron Image2008

    • 著者名/発表者名
      T. Kudo, T. Inoue, T. Kita, and O. Wada
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys Vol.104

      ページ: 073405

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrafast All-Optical Control of Excitons Confined in GaAs Thin Films2008

    • 著者名/発表者名
      O. Kojima, A. Miyagawa, T. Kita, O. Wada, and T. Isu
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express Vol.1

      ページ: 112401

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of indium segregation on optical properties of nitrogen-doped InAs/GaAs quantum dots2008

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, M. Mamizuka, H. Mizuno, O. Kojima, T. Kita, and O. Wada
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys Vol.104

      ページ: 103532

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Narrow-band deep-ultraviolet light emitting deviceusing Al1-xGdxN2008

    • 著者名/発表者名
      T. Kita, S. Kitayama, M. Kawamura, O. Wada, Y. Chigi, Y. Kasai, T. Nishimoto, H. Tanaka, and M. Kobayashi
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett Vol.93

      ページ: 211901

    • 査読あり
  • [学会発表] 量子ドット埋め込み面型共振器構造を用いた超高速全光スイッチ2009

    • 著者名/発表者名
      金潮淵、小島磨、田嶋良幸、喜多隆、和田修、赤羽浩一
    • 学会等名
      第56回応用物理学会関係連合講演会、31p-ZF-1
    • 年月日
      20090330-0402
  • [学会発表] GaAs中窒素束縛励起子微細構造の制御と応用(招待講演)2008

    • 著者名/発表者名
      喜多隆
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会、シンポジウム「窒素添加半導体技術のマイルストーンと新展開」
    • 年月日
      20080902-05
  • [学会発表] Influence of Indium Segregation on Optical Properties in InAs/GaAs Quantum Dots2008

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, H. Mizuno, M. Mamizuka, O. Kojima, T. Kita, O. Wada
    • 学会等名
      Abstr. 15th International Conference on Molecular Beam Epitaxy
    • 発表場所
      Vancouver
    • 年月日
      20080803-08
  • [学会発表] Selective Impurity Doping into InAs Quantum Dots by Controlling the Self-Assembled Process2008

    • 著者名/発表者名
      S. Kido, T. Inoue, T. Kita, O. Wada
    • 学会等名
      Abstr. 15th International Conference on Molecular Beam Epitaxy
    • 発表場所
      Vancouver
    • 年月日
      20080803-08
  • [学会発表] Lengthening of Exciton Lifetime owing to Expansion of Electron Envelope Functions in Stacked Quantum Dots2008

    • 著者名/発表者名
      O. Kojima, H. Nakatani, T. Kita, O. Wada, K. Akahane, M. Tsuchiya
    • 学会等名
      Abstr. Third International Conference on Optical, Optoelectronic Materials and Applications, Edmonton
    • 発表場所
      Edmonton
    • 年月日
      20080720-25
  • [学会発表] Transient Response in Negative Time Delay due to Pulse Propagation in GaAs Thin Films2008

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, O. Kojima, T. Kita, O. Wada, and M. Tsuchiya
    • 学会等名
      Abstr. Third International Conference on Optical, Optoelectronic Materials and Applications
    • 発表場所
      Edmonton
    • 年月日
      20080720-25
  • [学会発表] Exciton Response Controlled by Introducing a Spacer Layer in Nitrided InAs Quantum Dots2008

    • 著者名/発表者名
      M. Mamizuka, O. Kojima, T. Inoue, T. Kita, and O. Wada
    • 学会等名
      Abstr. Third International Conference on Optical, Optoelectronic Materials and Applications
    • 発表場所
      Edmonton
    • 年月日
      20080720-25
  • [学会発表] Growth and Characterization of Double-Stacked In As Self-Assembled Quantum Dots for Polarization Control of Edge Emission2008

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, K. Kishimoto, O. Kojima, T. Kita and O. Wada
    • 学会等名
      Proc. 27th Electronic Materials Symposium
    • 発表場所
      Shyuzennji
    • 年月日
      20080709-11
  • [学会発表] Propagation effect to exciton-polaritons in GaAs thin films2008

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, O. Kojima, T. Kita, O. Wada, and T. Isu
    • 学会等名
      Proc. 27th Electronic Materials Symposium
    • 発表場所
      Shyuzennji
    • 年月日
      20080709-11
  • [学会発表] Optical Control of Residual Excitons for Ultrafast Nonlinear Response in GaAs Thin Films2008

    • 著者名/発表者名
      O. Kojima, A. Miyagawa, T. Kita, O. Wada, and T. Isu
    • 学会等名
      Abstr. 8th International Conference on Excitonic Process in Condensed Matter
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20080622-27
  • [学会発表] Near-Field Photoluminescence of Exciton Magnetic Polarons in CdTe/Cd0.75Mn0.25Te Quantum Wires2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Harada, T. Kita, O. Wada, K. Matsuda, Y. Kanemitsu, H. Ando, and H. Mariette
    • 学会等名
      Abstr. 8th International Conference on Excitonic Process in Condensed Matter
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      20080622-27
  • [学会発表] Fine structure of bound excitons in nitrogen-doped GaAs2008

    • 著者名/発表者名
      T. Kita, Y. Harada, and O. Wada
    • 学会等名
      Abstr. The 15th International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condenced Matter
    • 発表場所
      Lyon
    • 年月日
      20080607-11
  • [学会発表] Anisotropic Linear Polarization Luminescence in CdTe/CdMnTe Quantum Wires2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Harada, T. Kita, O. Wada, H. Ando, and H. Mariette
    • 学会等名
      Abstr. The 15th International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condenced Matter
    • 発表場所
      Lyon
    • 年月日
      20080607-11
  • [学会発表] Exciton Fine Structure of Nitrogen Isoelectronic Center2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Harada, T. Kita, and O. Wada
    • 学会等名
      Proc. 20th International Conference on Indium Phosphide and Related Materials
    • 発表場所
      Paris
    • 年月日
      20080526-29
  • [学会発表] Optical Cancellation of Exciton Population in GaAs Thin Films2008

    • 著者名/発表者名
      O. Kojima, A. Miygawa, T. Kita, O. Wada, T. Isu
    • 学会等名
      Abstr. 3rd International Laser, Light-Wave and Microwave Conference 2008
    • 発表場所
      Yokohama
    • 年月日
      20080423-25
  • [学会発表] Tailor-Made Optical Properties of InAs Quantum Dots by Controlling Indium Segregation2008

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, H. Mizuno, M. Mamizuka, O. Kojima, T. Kita and O. Wada
    • 学会等名
      Abstr. International Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures
    • 発表場所
      Tokyo
    • 年月日
      20080407-11
  • [学会発表] 積層量子ドットにおける励起子発光強度に対する電子間結合効果2008

    • 著者名/発表者名
      小島磨、中谷浩彰、喜多隆、和田修、赤羽浩一、土屋昌弘
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会、4p-ZQ-18
    • 年月日
      2008-09-25
  • [学会発表] GaAsへの希薄窒素添加と局所光応答2008

    • 著者名/発表者名
      喜多隆
    • 学会等名
      第4回量子ナノ材料セミナー
    • 発表場所
      電気通信大学(招待講演)
    • 年月日
      2008-07-23

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公開日: 2010-06-10   更新日: 2016-04-21  

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