積層量子ドットによる動的偏波制御光アンプの実現

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360151
• 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: 小島 磨 神戸大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00415845)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 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

3次元的に構造が制御された量子ドットはデルタ関数的な状態密度を有し、これを利用した特徴あるデバイスの設計が可能である。特に、Stranski-Krastanov型の成長機構を利用して作製したInAs/GaAs自己形成量子ドットは光通信波長帯で動作する半導体レーザや光中継デバイスには最適であり、偏波制御、広帯域応答、超高速応答を同時に実現すると期待されている。われわれは量子ドットの精密な積層成長技術を開発し、3次元的に閉じ込められた量子ドットから1次元方向の自由度を持つ量子細線に連続的に制御することに成功した。特に、これらの積層量子ドットを内蔵する半導体光アンプ構造を試作し、偏波無依存性の制御特性を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Observation of Quantum Beat Oscillations and Ultrafast Relaxation of Excitons Confined in GaAs Thin Films by Controlling Probe Laser Pulses (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ohta, O. Kojima, T. Kita, and T. Isu
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: Vol.111 ページ: 023505-1-4
• [雑誌論文] Near-Field Photoluminescence Spectroscopy of CdTe/Cd0. 75Mn0. 25Te Tilted Superlattices (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, T. Kita, K. Matsuda, Y. Kanemitsu, and, H. Mariette
  • 雑誌名: Physica Status Solidi C 巻: Vol.9, No.2 ページ: 262-265
• [雑誌論文] Intermediate Band Photovoltaics Based on Interband-intraband Transitions Using In0. 53Ga0. 47As/InP Superlattice (2011)
  • 著者名/発表者名: W. G. Hu, Y. Harada, A. Hasegawa, T. Inoue, O. Kojima, and T. Kita
  • 雑誌名: Progress in Photovoltaics : Research and Applications 巻: Vol.19, Issue8 ページ: 1-9
• [雑誌論文] Suppression of Nonradiative Recombination Process in Directly Si-doped InAs/GaAs Quantum Dots (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kita, R. Hasegawa, and T. Inoue
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: Vol.110 ページ: 103511-1-4
• [雑誌論文] Dynamics of Adove-Barrier State Excitons in Multi-Stacked Quantum Dots (2011)
  • 著者名/発表者名: O. Kojima, N. Tobita, T. Kita, and K. Akahane
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: Vol.110 ページ: 093515-1-4
• [雑誌論文] Saturation of Forster Resonance Energy Transfer Between Two Optically Nonlinear Cyanine Dyes of Small Stokes Shift Energies in Polymer Thin Films (2011)
  • 著者名/発表者名: O. Kojima, S. Hamano, T. Kita, and O. Wada
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: Vol.110 ページ: 083521-1-5
• [雑誌論文] Extremely Uniform Bound Exciton States in Nitrogenδ-doped GaAs Studied by Photoluminescence Spectroscopy in External Magnetic Fields (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, T. Kubo, T. Inoue, O. Kojima, and T. Kita
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: Vol.110 ページ: 083522-1-5
• [雑誌論文] Experimental and Atomistic Theoretical Study of Degree of Polarization from Multilayer InAs/GaAs Quantum Dot Stacks (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Usman, T. Inoue, Y. Harada, G. Klimeck, and T. Kita
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 巻: Vol.84 ページ: 15321-1-11
• [雑誌論文] Depolarization Effect on Optical of Exciton States Confined in GaAs Thin Films (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Yamashita, O. Kojima, T. Kita, and T. Isu
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: Vol.110 ページ: 043514-1-5
• [雑誌論文] Observation of Phase Shifts in a Vertical Cavity Quantum Dot Switch (2011)
  • 著者名/発表者名: C. Y. Jin, O. Kojima, T. Kita, O. Wada, and M. Hopkinson
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. 巻: Vol.98 ページ: 231101-1-3
• [学会発表] 量子ドットを用いた偏波無依存デバイス (2012)
  • 著者名/発表者名: 喜多隆
  • 学会等名: 第3回IPDA研究会
  • 発表場所: 古河電工健康保健組合逗子保養所・研修センター
  • 年月日: 2012-02-02
• [学会発表] 量子ドットの積層化と電子状態の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 喜多隆
  • 学会等名: CRESTシンポジウム
  • 発表場所: 東京大学武田先端知ビル
  • 年月日: 20111017-18
• [学会発表] Effect of Capping Layer Growth on Bound Exciton Luminescence in Nitrogenδ-Doped GaAs (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Harada, T. Kubo, T. Inoue, O. Kojima, and T. Kita
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Aichi
  • 年月日: 20110928-30
• [学会発表] Interaction of Quantized Exciton Polaritons with Nonresonant Pump Pulse in GaAs Thin Films (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Ohta, O. Kojima, T. Kita, and T. Isu
  • 学会等名: 12th International Conference on Optics of Excitons in Confined Systems
  • 発表場所: Paris
  • 年月日: 20110912-16
• [学会発表] Photoluminescence Dynamics of Spacer Layer Carriers in Multi Stacked Quantum Dots (2011)
  • 著者名/発表者名: O. Kojima, T. Kita, and K. Akahane
  • 学会等名: 12th International Conference on Optics of Excitons in Confined Systems
  • 発表場所: Paris
  • 年月日: 20110912-16
• [学会発表] Photoluminescence Polarization Anisotropy in Closely Stacked InAs/GaAs Quantum Dots (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kita, T. Inoue, and Y. Harada
  • 学会等名: Epitaxial Growth and Fundamental Properties of Semiconductor Nanostructures
  • 発表場所: Austria
  • 年月日: 20110911-16
• [学会発表] 量子ドットの3次元構造化と電子状態の制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 喜多隆
  • 学会等名: 徳島大学大学院ソシオテクノサイエンス研究部フロンティア研究センター日亜寄附講座
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2011-12-27
• [学会発表] 量子ドットへの選択的不純物添加 (2011)
  • 著者名/発表者名: 喜多隆
  • 学会等名: 第7回量子ナノ材料セミナー
  • 発表場所: 東京大学先端科学技術研究センター
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Optical Properties of Quantum Dot Superlattices (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kita, O. Wada, and H. Harada
  • 学会等名: Eighth International Conference on Flow Dynamics
  • 発表場所: Miyagi
  • 年月日: 2011-09-11
• [学会発表] Carrier Dynamics in Quantum Dot Superlattices (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kita
  • 学会等名: High-Efficiency Materials for Photovoltaics
  • 発表場所: Imperial College London
  • 年月日: 2011-08-11
• [備考]
  • URL: http://www.research.kobe-u.ac.jp/eng-photonics/index.html