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2013 年度 研究成果報告書

半導体結合共振器による面型テラヘルツ波発生素子の研究

研究課題

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研究課題/領域番号 22360030
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 応用光学・量子光工学
研究機関徳島大学

研究代表者

北田 貴弘  徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 特任准教授 (90283738)

研究分担者 井須 俊郎  徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 特任教授 (00379546)
森田 健  千葉大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (30448344)
連携研究者 溝口 幸司  大阪府立大学, 大学院・理学研究科, 教授 (10202342)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワードテラヘルツ/赤外材料・素子 / 微小共振器 / 非線形光学応答 / MBE,エピタキシャル / 半導体ナノ構造
研究概要

結合した半導体多層膜共振器に生じる2つの異なる周波数の共振器モードの差周波発生を利用した新しい面型テラヘルツ波発生素子の実現を目指し、本研究では、ガリウム砒素とアルミニウム砒素からなる結合共振器薄膜を設計・作製する基盤技術を確立し、フェムト秒パルスレーザ光照射で生じる周波数混合信号の多角的評価によりテラヘルツ波光源としての有用性を示した。重要となる要素技術の一つとして、結合共振器内での非線形感受率の符号反転によるテラヘルツ波発生の高効率化があげられる。高指数面上のエピタキシャル成長とウエハ接合を組み合わせる手法が有効であることを示し、符号反転による信号増強を実験的にも検証できた。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2014 2013 2012 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Terahertz emission from a GaAs/AlAs coupled multilayer cavity with nonlinear optical susceptibility inversion2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kitada, S. Katoh, T. Takimoto, Y. Nakagawa, K. Morita, and T. Isu
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: Vol.102, No.25 ページ: 251118-1-4

    • DOI

      10.1063/1.4813012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Terahertz Waveforms Generated by Second-Order Nonlinear Polarization in GaAs/AlAs Coupled Multilayer Cavities Using Ultrashort Laser Pulses2013

    • 著者名/発表者名
      T. Kitada, S. Katoh, T. Takimoto, Y. Nakagawa, K. Morita, and T. Isu
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Journal

      巻: Vol.5, No.3 ページ: 6500308-1-8

    • DOI

      10.1109/JPHOT.2013.2267536

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Terahertz Radiation from a (113)B GaAs/AlAs Coupled Multilayer Cavity by Ultrashort Laser Pulse Excitation2012

    • 著者名/発表者名
      S. Katoh, T. Takimoto, Y. Nakagawa, K. Morita, T. Kitada, and T. Isu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: Vol.51, No.4 ページ: 04DG05-1-4

    • DOI

      10.1143/JJAP.51.04DG05

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of Terahertz Radiation from Two Cavity Modes of a GaAs/AlAs Coupled Multilayer Cavity2011

    • 著者名/発表者名
      K. Morita, S. Katoh, T. Takimoto, F. Tanaka, Y. Nakagawa, S. Saito, T. Kitada, and T. Isu
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: Vol.4, No.10 ページ: 102102-1-3

    • DOI

      10.1143/APEX.4.102102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-Resolved Measurements on Sum-Frequency Generation Strongly Enhanced in (113)B GaAs/AlAs Coupled Multilayer Cavity2011

    • 著者名/発表者名
      F. Tanaka, T. Takimoto, K. Morita, T. Kitada, and T. Isu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: Vol.50, No.4 ページ: 04DG03-1-4

    • DOI

      10.1143/JJAP.50.04DG03

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel terahertz emission devices based on efficient optical frequency conversion in GaAs/AlAs coupled multilayer cavity structures on high-index substrates2011

    • 著者名/発表者名
      T. Kitada, F. Tanaka, T. Takahashi, K. Morita, and T. Isu
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: Vol.7937 ページ: 79371H-1-6

    • DOI

      10.1117/12.872103

  • [雑誌論文] Optical Anisotropy of Strongly Enhanced Sum Frequency Generation in (113)B GaAs/AlAs Coupled Multilayer Cavity2010

    • 著者名/発表者名
      K. Morita, F. Tanaka, T. Takahashi, T. Kitada, and T. Isu
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: Vol.3, No.7 ページ: 072801-1-3

    • DOI

      10.1143/APEX.3.072801

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strong Sum Frequency Generation in a GaAs/AlAs Coupled Multilayer Cavity Grown on a (113)B-Oriented GaAs Substrate2010

    • 著者名/発表者名
      F. Tanaka, T. Takahashi, K. Morita, T. Kitada, and T Isu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: Vol.49, No.4 ページ: 04DG01-1-3

    • DOI

      10.1143/JJAP.49.04DG01

    • 査読あり
  • [学会発表] GaAs/AlAs結合共振器によるテラヘルツ波発生への膜厚不均一の影響2014

    • 著者名/発表者名
      北田 貴弘, 加藤 翔, 原山 千穂, 大柄根斉宣, 井須 俊郎
    • 学会等名
      2014年第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス(神奈川県相模原市)
    • 年月日
      2014-03-17
  • [学会発表] (113)B基板上のInAs量子ドットを有するGaAs/AlAs 結合共振器へのフェムト秒パルス照射によるテラヘルツ帯差周波発生2013

    • 著者名/発表者名
      大柄根 斉宣, 加藤 翔, 中河 義典, 森田 健, 北田 貴弘, 井須 俊郎
    • 学会等名
      2013年第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス(京都府京田辺市)
    • 年月日
      20130916-20
  • [学会発表] 半導体多層膜結合共振器によるテラヘルツ光発生2012

    • 著者名/発表者名
      森田 健, 北田 貴弘, 井須 俊郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会電子デバイス研究会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      20121217-18
    • 招待講演
  • [学会発表] (113)BGaAs基板上に作製した歪緩和In_<0.45> Ga_<0.55>Asバリア層に埋め込んだ InAs量子ドット2012

    • 著者名/発表者名
      加藤 翔, 安長 千徳, 中河 義典, 森田 健, 北田 貴弘, 井須 俊郎
    • 学会等名
      2012年秋季第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      20120911-14
  • [学会発表] 超短パルス光照射によるGaAs/AlAs結合共振器からのテラヘル帯差周波発生とそのシミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      北田 貴弘, 滝本 隼主, 加藤 翔, 森田 健, 井須 俊郎
    • 学会等名
      2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      早稲田大学(東京都新宿区)
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] GaAs/AlAs多層膜結合共振器構造によるテラヘルツ発光素子2012

    • 著者名/発表者名
      井須 俊郎, 北田 貴弘, 森田 健, 中河義典
    • 学会等名
      (社)レーザー学会学術講演会第32回年次大会
    • 発表場所
      TKP 仙台カンファレンスセンター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2012-01-31
    • 招待講演
  • [学会発表] GaAs/AlAs coupled multilayer cavity with polarization inverted structure fabricated by wafer-bonding method2011

    • 著者名/発表者名
      K. Morita, T. Takimoto, S. Katoh, F. Tanaka, Y. Nakagawa, T. Kitada, and T. Isu
    • 学会等名
      The 38th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS2011)
    • 発表場所
      Maritim proArte Hotel(ベルリン,ドイツ)
    • 年月日
      2011-05-24
  • [学会発表] Novel terahertz emission devices based on efficient optical frequency conversion in GaAs/AlAs coupled multilayer cavity structures on high-index substrates2011

    • 著者名/発表者名
      T. Kitada, F. Tanaka, T. Takahashi, K. Morita, and T. Isu
    • 学会等名
      SPIE Photonics West2011
    • 発表場所
      The Moscone Center(サンフランシスコ,米国)
    • 年月日
      2011-01-26
    • 招待講演
  • [学会発表] GaAs/AlAs多層膜結合共振器における非線形分極構造の制御2010

    • 著者名/発表者名
      北田 貴弘, 田中 文也, 滝本 隼主, 森田 健, 井須 俊郎
    • 学会等名
      2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] Optical Anisotropy of Enhanced Sum-Frequency Generation Signal in (113)B GaAs/AlAs Coupled Multilayer Cavity2010

    • 著者名/発表者名
      K. Morita, F. Tanaka, T. Takahashi, T. Kitada, and T. Isu
    • 学会等名
      The 37th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS2010)
    • 発表場所
      高松シンボルタワー(香川県高松市)
    • 年月日
      2010-06-04
  • [備考]

    • URL

      http://www.frc.tokushima-u.ac.jp/frc-nano/

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公開日: 2015-06-25  

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