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2016 年度 実績報告書

化合物半導体を用いた3次元2次非線形フォトニック結晶の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26706019
研究機関東京大学

研究代表者

松下 智紀  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (50554086)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード非線形光学 / 波長変換デバイス / 分子線エピタキシー / フォトニック結晶 / 化合物半導体
研究実績の概要

本研究は、周期空間反転AlGaAsを積層方向に互いに空間反転するよう表面活性化接合を繰り返すことにより、AlGaAsを用いた3次元2次非線形フォトニック結晶を開発することを目標としてきた。本年度は、接合界面のアモルファス層の解消をめざすのではなく、AlGaAsのバンド間発光の誘導放出による光増幅を用いてアモルファス層起因の光吸収を補償する基盤技術の確立に取り組み2つの成果を得た。
周期空間反転GaAsテンプレート上にpnホモ接合ダイオードを作製し、周期空間反転GaAs pnホモ接合ダイオードの整流特性を初めて確認し、同ダイオードからの電流注入による自然放出光発光を初めて観察した。その発光強度は通常のGaAs pnホモ接合ダイオードからのそれと比べて1/5程度であった。さらに注入電流密度を大きくすることで周期空間反転GaAs構造で光増幅が可能であることを初めて示した。発光低下の原因は逆位相境界(反転層と非反転層の境界)が非発光性再結合中心として機能していることを明らかにした。
また導波路型デバイスでの応用をみすえ、キャリアと光を閉じ込めることができる周期空間反転GaAs/AlGaAs pinダブルヘテロ接合ダイオードを作製し、ダイオードの成長基板温度を540°Cで作製することで同素子の整流特性と電流注入による発光を同様に確認した。
これらの成果は、電流注入機構をもつ新しい波長変換素子の実現と大幅な変換効率の向上の可能性を示し、半導体レーザと化合物半導体波長変換素子のモノリシック集積を実現するための大きな一歩である。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 周期空間反転GaAs/AlGaAsダブルヘテロ構造p-i-nダイオードのEL特性2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木涼介, 松下智紀, 近藤高志
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] CMPプロセス導入による周期空間反転AlGaAs導波路の段差低減2017

    • 著者名/発表者名
      松本崇志, 松下智紀, 近藤高志
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] GaAs/AlGaAs waveguiding wavelength conversion devices2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kondo
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2017
    • 発表場所
      The Moscone Center San Francisco, California, USA
    • 年月日
      2017-01-28 – 2017-02-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 周期空間反転GaAs/AlGaAsダブルヘテロ構造p-i-nダイオードの作製2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木涼介, 松下智紀, 近藤 高志
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] Recent progress of AlGaAs wavelength conversion devices2016

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Matsushita and Takashi Kondo
    • 学会等名
      International Symposium for Advanced Materials Research (ISAMR2016)
    • 発表場所
      SUN MOON LAKE TEACHERS’ HOSTEL, Sun Moon Lake, Taiwan
    • 年月日
      2016-08-11 – 2016-08-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Homojunction GaAs diode with periodically-inverted structure for nonlinear optical devices2016

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Suzuki, Tomonori Matsushita and Takashi Kondo
    • 学会等名
      the 2016 Compound Semiconductor Week (CSW)
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center, Toyama, Japan
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-06-30
    • 国際学会
  • [備考] 近藤研究室業績

    • URL

      http://www.castle.t.u-tokyo.ac.jp/achievements/index.html

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公開日: 2018-01-16  

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