量子ドットアレイ導波路を用いた広帯域光デバイス開発に関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560412
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 上智大学
• 研究代表者: 下村 和彦 上智大学, 理工学部, 教授 (90222041)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 量子ドット / 広帯域光通信 / 光デバイス / 有機金属気相成長 / アレイ導波路

研究概要

量子ドットコア層によるMOVPE選択成長アレイ導波路を用いた広帯域光デバイス開発に関する研究を行った。広帯域動作を得るために、アレイ導波路および多層構造の発光波長を独立に変化させる構造をダブルキャップ法とバッファ層の歪制御によって行った。層構造を変えた4種類の3層InAs量子ドットアレイ導波路型LED構造を試作し、その発光スペクトルを比較検討した。発光スペクトルの広帯域化のためには3層の発光波長を適切に制御し、同程度の発光強度を得ることが必要であることを示し、発光半値幅500nm以上、フラットトップスペクトルを持つLEDの開発に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Current injected spectrum change in flat-topped InAs/InP QDs arrayed waveguide LED with different QD heights (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshikawa, M. Yamauchi, Y. Yamamoto, K. Shimomura
  • 雑誌名: Phys. Staus Solidi C 巻: vol.10, no.11 ページ: 1438-1441
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flat-topped emission with spectral width above 500 nm from InAs/InP QD waveguide array light-emitting diode (2012)
  • 著者名/発表者名: S.Yoshikawa, T.Saegusa, Y.Iwane, M.Yamauchi, K.Shimomura
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: Vol.5 ページ: 092103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Switching characteristics in variable index arrayed waveguides using thin film heater (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Yanagi, Y. Murakami, Y. Yamazaki, K.Shimomura
  • 雑誌名: IEICE Trans. Electron. 巻: vol.E95-C, no. 7 ページ: 1265-1271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical calculation of wavelength demultiplexd light switching using variable index arrayed waveguide (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Makino, T. Tanimura, S. Yanagi, K. Shimomura
  • 雑誌名: IEICE Trans. Electron. 巻: vol.E95-C, no. 7 ページ: 1258-1264
  • 査読あり
• [雑誌論文] InAs/InP QDs grown by selective MOVPE growth using double-cap procedure for broadband LED improved p-cladding layer (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Iwane, F. Kawashima, M. Hirooka, T. Saegusa, K. Shimomura
  • 雑誌名: Phys. Staus Solidi C 巻: vol.9, no.2 ページ: 210-213
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective MOVPE growth of InAs QDs using double-cap procedure (2011)
  • 著者名/発表者名: F. Kawashima, R. Kobie, Y. Suzuki, K. Shimomura
  • 雑誌名: J. Crystal Growth 巻: Vol.318 ページ: 1109-1112
  • 査読あり
• [学会発表] nAs積層量子ドットLEDにおける各層のピーク波長制御による広帯域化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鋤柄俊樹, 吉川翔平, 山内雅之, 山元雄太, 下村和彦
  • 学会等名: 第61回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス(17p-PA2-3)
  • 年月日: 2014-03-17
• [学会発表] InAs積層量子ドットLEDの注入電流に対する各層の発光特性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉川翔平, 山内雅之, 山元雄太, 下村和彦
  • 学会等名: 第74回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学(19a-P2-2)
  • 年月日: 2013-09-19
• [学会発表] Broadband and flat-topped spectrum of InAs/InP QDs arrayed waveguide LED (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Yoshikawa, T. Saegusa, Y. Iwane, M. Yamauchi, K.Shimomura
  • 学会等名: 40th International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: Kobe, Japan(TuC1-6)
  • 年月日: 2013-05-21
• [学会発表] Wide energy level control of InAs QDs using double-capping procedure by MOVPE (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Yamauchi, Y. Iwane, S. Yoshikawa, Y. Yamamoto, K. Shimomura
  • 学会等名: 25th International Conference on Indium Phosphide and Related Materials
  • 発表場所: Kobe, Japan(MoPI-5)
  • 年月日: 2013-05-20
• [学会発表] 選択成長およびダブルキャップ法を用いたInAs量子ドットアレイLEDのフラットトップスペクトル (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉川翔平, 三枝知充, 岩根優人, 山内雅之, 下村和彦
  • 学会等名: 第60回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学(29p-B4-9)
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 選択成長およびダブルキャップ法を用いたInAs量子ドットアレイLEDのPL特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三枝知充, 岩根優人, 吉田圭佑, 山内雅之, 吉川翔平, 下村和彦
  • 学会等名: 第73回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学(13a-PA8-4)
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] MOVPE選択成長およびダブルキャップ法を用いたアレイ導波路型InAs量子ドットLEDのスペクトル特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉川翔平, 三枝知充, 岩根優人, 下村和彦
  • 学会等名: 2012年電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • 発表場所: 富山大学(C-4-26)
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] V/III ratio of Ga0.7In0.3As buffer layer dependence on InAs/InP QDs structure (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwane, T. Saegusa, K. Yoshida, M. Yamauchi, S.Yoshikawa, K. Shimomura
  • 学会等名: 16th International Conferenece on Metal Organic Vapor Phase Epitaxy
  • 発表場所: Busan, Korea(WeP049)
  • 年月日: 2012-05-23
• [学会発表] 3層InAs量子ドットアレイLEDのELスペクトルの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三枝知充, 岩根優人, 吉田圭佑, 山内雅之, 吉川翔平, 下村和彦
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(17p-GP12-5)
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Broadband QDs array LED using selective MOVPE growth (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Shimomura
  • 学会等名: BIT's 1st Annual World Congress of Nano-S&T
  • 発表場所: Dalian, China
  • 年月日: 2011-10-23
  • 招待講演
• [学会発表] Random switching of wavelength demultiplexed light in variable arrayed waveguide (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Makino, T. Tanimura, S. Yanagi, K. Shimomura
  • 学会等名: 16th OptoElectronics and Communications Conference
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan(7P3_097)
  • 年月日: 2011-07-07
• [学会発表] Switching characteristics in variable index arrayed waveguides using triangular heater (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Yanagi, Y. Murakami, T. Aoyagi, Y. Yamazaki K. Shimomura
  • 学会等名: 16th OptoElectronics and Communications Conference
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan(7E2_3)
  • 年月日: 2011-07-07
• [学会発表] Strain control using GaxIn1-xAs second cap layer during double-cap procedure in InAs / InP QDs structure (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hirooka, F. Kawashima, Y.Iwane, T.Saegusa, K. Shimomura
  • 学会等名: 23rd International Conference on Indium Phosphide and Related Materials
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] InAs/InP QDs grown by selective MOVPE growth using double-cap procedure for broadband LED improved p-cladding layer (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Iwane, F. Kawashima, M. Hirooka, T. Saegusa, K. Shimomura
  • 学会等名: 38th International Symposium on Compound Semiconductors
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2011-05-23
• [図書] 「量子ドットエレクトロニクスの最前線」第2章第5節分担 (2011)
  • 著者名/発表者名: 下村和彦
  • 出版者: 株式会社エヌ・ティー・エス
• [備考] ホームページ
  • URL: http://pweb.cc.sophia.ac.jp/shimolab/