低しきい値量子細線レーザーの作製とその発振特性の物理

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360135
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 秋山 英文 東京大学, 物性研究所, 准教授 (40251491)
• 研究分担者: 吉田 正裕 東京大学, 物性研究所, 助教 (30292759)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 薄膜・量子構造 / 量子細線 / レーザー / MBE / へき開再成長

研究概要

MBEへき開再成長T型GaAs量子細線の利点を生かして、量子細線レーザーの低しきい値発振を行い、そしてそれらのデバイスが示すレーザー発振特性と光学物性・光学応答を定量計測し、量子細線レーザーの利点や性能が上記の最初の理論予測どおりなのかどうかを検証した。15-20周期の量子細線を活性層に用いた垂直配置p-n接合を有する電流注入量子細線レーザー、そのp型とn型を逆に配置した転置型電流注入量子細線レーザー、平行配置p-n接合を有する電流注入量子細線レーザーなど、非ドープおよびn型変調ドープ単一量子細線レーザーなど各種のデバイスに対して、電流注入と光励起により非中性及び中性の電子正孔分布を形成し、利得スペクトルやピーク利得の定量評価を行い、半導体ブロッホ方程式理論をもとに、定量的理論計算を行い比較を行った。全体的なスペクトル形状に関して定量的な良い一致が得られた一方、低エネルギーテイルの部分の不一致が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Quantitative absorption spectra ofquantum wires measured by analysis ofattenuated internal emissions (2012)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Yoshita, Takayuki Okada, Hidefumi Akiyama, Makoto Okano, ToshiyukiIhara, Loren N. Pfeiffer, Ken W. West
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett
  • 査読あり
• [雑誌論文] T型GaAs量子細線の光学応答と動的相関効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 秋山英文、吉田正裕
  • 雑誌名: 固体物理 巻: 549 ページ: 747-756
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coulomb-modulated gain spectra incurrent-injection T-shaped quantum-wirelasers (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Okano, M. Yoshita, H. Akiyama, P. Huai, T. Ogawa, L. N. Pfeiffer, and K. W. West
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi C 巻: 8 ページ: 20-23
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Mg doping on Optical andElectrical Properties of GaNAs MultipleQuantum Wells (2011)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Shiraga, Yuko Nakai, Tomohiko Hirashima, Akinobu Kittaka, Mari Ebisu, Naoshi Takahashi, Takeshi Noda, MasatoOhmori, Hidefumi Akiyama, Noriaki Tsurumachi, Shunsuke Nakanishi, Hayato Miyagawa, Hiroshi Itoh, and Shyun Koshiba
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi C 巻: 8 ページ: 420-422
  • 査読あり
• [雑誌論文] LaVO4 : Eu Phosphor films with enhanced Eusolubility (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Higuchi, Y. Hotta, Y. Hikita, S. Maruyama, Y. Hayamizu, H. Akiyama, H. Wadati, D. G. Hawthorn, T. Z. Regier, R. I. R. Blyth, G. A. Sawatzky, and H. Y. Hwang
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett 巻: 98 ページ: 071902
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum Yields and Quantitative Spectraof Firefly Bioluminescence with VariousBivalent Metal Ions (2011)
  • 著者名/発表者名: Yu Wang, Hidehiro Kubota, Nobuyuki Yamada, Tsutomu Irie, and Hidefumi Akiyama
  • 雑誌名: Photochemistry and Photobiology 巻: 87 ページ: 846-852
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of the confinementpotential within GaNAs/GaAs multiplequantum wells (2011)
  • 著者名/発表者名: Keishiro Goshima, Akinobu Kittaka, Kensuke Fujii, Masahiro Shiraga, Noriaki Tsurumachi, Shunsuke Nakanishi, Hidefumi Akiyama, Shyun Koshiba and Hiroshi Itoh
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 巻: 8 ページ: 414-416
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robust carrier-induced suppressionof peak gain inherent to quantum-wirelasers (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Okano, P. Huai, M. Yoshita, S. Inada, H. Akiyama, K. Kamide, K. Asano, and T. Ogawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 巻: 80 ページ: 114716
  • 査読あり
• [雑誌論文] ホタルの発光の効率と色変化機構-定量計測による新事実- (2010)
  • 著者名/発表者名: 秋山英文, 安東頼子, 王瑜
  • 雑誌名: 現代化学 巻: 473 ページ: 21-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoluminescence from singleisoelectronic traps in nitrogendelta-doped GaAs grown on GaAs(111) A (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Fukushima, Y. Hijikata, H. Yaguchi, S. Yoshida, M. Okano, M. Yoshita, H. Akiyama, S. Kuboya, R. Katayama, and K. Onabe
  • 雑誌名: Physica E 42 巻: 10 ページ: 2529-2531
  • 査読あり
• [雑誌論文] pH-Dependent Fluorescence Spectra, Lifetimes, and Quantum Yields ofFirefly-Luciferin Aqueous Solutions Studied by Selective-Excitation Fluorescence Spectroscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoriko Ando and Hidefumi Akiyama
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 49 ページ: 117002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal-equilibrium relation between theoptical emission and absorption spectra ofa doped semiconductor quantum well (2009)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ihara, Shun Maruyama, Masahiro Yoshita, Hidefumi Akiyama, Loren N. Pfeiffer, Ken W. West
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: 80 ページ: 033307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Currentinjection T-shaped quantum wire laserswith perpendicular doping layersoperating at 100K (2008)
  • 著者名/発表者名: Makoto Okano, Shu-man Liu, Masahiro Yoshita, Hidefumi Akiyama, Loren N. Pfeiffer, and Ken W. West
  • 雑誌名: Physica E 40 巻: 6 ページ: 1947-1949
  • 査読あり
• [雑誌論文] Twin photoluminescence peaks from singleisoelectronic traps in nitrogenδ-dopedGaAs (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Endo, Y. Hijikata, H. Yaguchi, S. Yoshida, M. Yoshita, H. Akiyama, F. Nakajima, R. Katayama and K. Onabe
  • 雑誌名: Physica E 40 巻: 6 ページ: 2110-2112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurementsof Cavity-Length-Dependent Internal Differential Quantum Effciency andInternal Optical Loss in Laser Diodes (2008)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Inada, Masahiro Yoshita, Makoto Okano, Toshiyuki Ihara, Hidefumi Akiyama, and Liming Zhang
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 47 ページ: 2288-2290
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of Well Widthand N Content for Optical Properties ofGaNAs/GaAs Multiple Quantum Well Grown byRF-Molecular Beam Epitaxy (2008)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Fujii, Daisuke Nakase, Noriaki Tsurumachi, Hayato Miyagawa, Hiroshi Itoh, Shunsuke Nakanishi, Hidefumi Akiyama, and Shyun Koshiba
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 47 ページ: 2991-2993
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical detection ofelectron-depletion region surroundingmetal electrodes on a dilutetwo-dimensional electron gas system (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Ihara, Masahiro Yoshita, Hidefumi Akiyama, Loren N. Pfeiffer, and Ken W. West
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 47 ページ: 4496-4498
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carrier-Density-DependentIncrease and Suppression of Optical Gainin T-shaped Quantum-Wire Lasers (2008)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Yoshita, Makoto Okano, Toshiyuki Ihara, Hidefumi Akiyama, PingHuai, Tetsuo Ogawa, Loren N. Pfeiffer, and Ken W. West
  • 雑誌名: Physica Status Solidi(C) 巻: 5 ページ: 2841-2843
  • 査読あり
• [雑誌論文] Micro-photoluminescence excitationspectroscopy on asymmetric absorptionline shapes of weakly localized excitonsin a quantum well (2008)
  • 著者名/発表者名: Shun Maruyama, Toshiyuki Ihara, Hirotake Itoh, Masahiro Yoshita, Hidefumi Akiyama, Loren N. Pfeiffer and Ken W. West
  • 雑誌名: Solid State Communications 巻: 147 ページ: 114-117
  • 査読あり
• [学会発表] Optical spectroscopy of lasers andfield-effect-type optical devices basedon high-quality T-shaped GaAs quantumwires (2008)
  • 著者名/発表者名: Hidefumi Akiyama
  • 学会等名: 4th Handai Nanoscience andNanotechnology International Symposium
  • 発表場所: Osaka University, Japan
  • 年月日: 20080929-1001
• [学会発表] 単一量子細線のレーザー特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 秋山英文
  • 学会等名: 日本学術振興会「光電相互変換」第125委員会研究会
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 年月日: 2008-10-03
• [備考]
  • URL: http://aki.issp.u-tokyo.ac.jp/