極性ワイドギャップ半導体の量子情報処理応用に関する研究

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23686010
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用光学・量子光工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 片山 竜二 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (40343115)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 量子光学 / 非線形光学 / 窒化ガリウム / 酸化チタン / 分子線エピタキシー / 有機金属気相成長 / スパッタリング

研究概要

窒化物半導体に代表されるワイドギャップ半導体における強い二次光学非線形性と励起子光子相互作用に基づき、光パラメトリック下方変換過程と共鳴ハイパーパラメトリック散乱過程を利用した新規量子相関光子対発生素子の実現を目標とし、その要素技術を開発した。特に導波方向に沿って周期的に極性を反転した縦型擬似位相整合GaN導波路を作製し、高効率紫色第二高調波発生を実証することで、本材料系の量子光学素子への有用性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of Sapphire Nitridation and Group-III Source Flow Rate Ratio on In-Incorporation Into InGaN Grown by Metalorganic Vapor Phase Epitaxy (2014)
  • 著者名/発表者名: J. H. Choi and , R. Katayama(他4名)
  • 雑誌名: Journal of Nanoscience and Nanotechnology 巻: 14(8) ページ: 6112-6115
  • DOI: 10.1166/jnn.2014.8306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of c-plane sapphire substrate miscut angle on indium content of MOVPE-grown N-polar InGaN (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Shojiki and R. Katayama(他6名)
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53(5S1) ページ: 05FL07-1-5
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.05FL07
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of surface migration by Mg doping in the metalorganic vapor phase epitaxy of N-polar (000-1) GaN/sapphire (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Tanikawa and R. Katayama(他6名)
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53(5S1) ページ: 05FL05-1-4
  • DOI: 10.7567/JJAP.53.05FL05
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of indium incorporation into InGaN by nitridation of sapphire substrate in MOVPE (2013)
  • 著者名/発表者名: J. H. Choi and R. Katayama(他4名)
  • 雑誌名: phys. stat. sol. (c) 巻: 10(3) ページ: 417-420
  • DOI: 10.1002/pssc.201200667
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Nitridation on Indium-composition of InGaN Films (2012)
  • 著者名/発表者名: J. H. Choi and R. Katayama(他5名)
  • 雑誌名: Key. Eng. Mater 巻: 508 ページ: 193-198
  • DOI: 10.4028/
  • URL: http://www.scientific.net/KEM.508.193
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tilted domain and indium content of MOVPE-grown InGaN layer on m-plane GaN substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Shojiki and R. Katayama(他4名)
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 51 ページ: 04DH01-1-4
  • DOI: 10.1143/JJAP.51.04DH01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical properties of the periodic polarity-inverted GaN waveguides (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Katayama(他7名)
  • 雑誌名: Proc. of SPIE 巻: 8268 ページ: 826814-826913
  • DOI: 10.1117/12.909831
  • 査読あり
• [学会発表] Nonlinear Optical Application of Periodic Polarity-inverted GaN Waveguide (2013)
  • 著者名/発表者名: R. Katayama(他8名)
  • 学会等名: 2013 JSAP-MRS Joint Symposia
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2013-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] Crystallographic Polarity Dependence of Surface Morphology Evolution during MOVPE Growth of GaN/Sapphire (2013)
  • 著者名/発表者名: N. Yoshinogawa and R. Katayama(他5名、6番)
  • 学会等名: The 32nd Electron. Mater. Symp
  • 発表場所: Shiga
  • 年月日: 2013-07-11
• [学会発表] 窒化物半導体フォトニックナノ構造の量子光学応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 片山竜二(他7名)
  • 学会等名: 第5回窒化物半導体結晶成長講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2013-07-11
  • 招待講演
• [学会発表] サファイア基板上GaN薄膜の有機金属気相成長挙動の格子極性依存性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉野川伸雄,片山竜二(他5名、6番)
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] Violet second harmonic generation from polarity inverted GaN waveguides (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Katayama(他8名)
  • 学会等名: Int. Workshop on Nitride Semiconductors
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2012-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] Enhancement of violet second harmonic generation in periodic polarity-inverted GaN waveguides (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Katayama(他5名)
  • 学会等名: Int. Conf. on Molecular Beam Epitaxy
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 2012-09-25
• [学会発表] Linear and nonlinear optical investigations of periodic polarity- inverted GaN waveguides (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Katayama(他5名)
  • 学会等名: Int. Conf. on Superlattices, nanostructures, and Nanodevices
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 2012-07-26
• [学会発表] Linear and nonlinear optical investigations of periodic polarity- inverted GaN waveguides (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Katayama(他5名)
  • 学会等名: 4th Intern. Symp. on Growth of III-nitrides
  • 発表場所: St. Petersburg, Russia
  • 年月日: 2012-07-19
• [学会発表] Violet-colored enhanced second harmonic generation from periodic polarity-inverted GaN waveguide (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Katayama(他8名)
  • 学会等名: The 31st Electron. Mater. Symp
  • 発表場所: Shizuoka
  • 年月日: 2012-07-13
• [学会発表] 極性ワイドギャップ半導体フォトニックナノ構造の新規光機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 片山竜二(他5名)
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-15
  • 招待講演
• [学会発表] Optical properties of the periodic polarity-inverted GaN waveguides (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Katayama(他7名)
  • 学会等名: SPIE Photonics WEST 2012
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2012-01-23
  • 招待講演