2004 Fiscal Year Annual Research Report
希土類元素添加半導体を基盤とした波長超安定新規発光デバイスの高性能化
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15360164
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
藤原 康文 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10181421)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉田 博 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (30133929)
竹田 美和 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20111932)
宮本 智之 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (70282861)
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| Keywords | 希土類添加III-V族半導体 / 新規半導体レーザ用材料 / 原子レベル制御成長 / 誘導放出 / エルビウム / ダブルヘテロ構造 |
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| Research Abstract |
本研究では、これまでの研究成果を大きく発展させ、「電流注入による希土類元素発光準位を介する誘導放出」を用いた光情報通信帯域波長超安定新規半導体レーザ実現の可能性を探ることを目的とする。高品質な希土類元素添加III-V族半導体の作製には、既に我々のグループで構築している原子レベル制御不純物添加技術(有機金属気相エピタキシャル(OMVPE)法を基盤としており、高い発光効率を示すように設計された希土類原子周辺局所構造を選択的に作り込むことが可能である。)を用いる。希土類元素添加半導体を活性層とする「高品質なレーザ構造」の作製条件をデバイス特性評価を介して最適化し、「電流注入」による希土類元素発光準位を介する誘導放出の観測を目指す。
我々は既に室温・電流注入下で動作するEr発光ダイオードの試作に成功している。本年度は、発光デバイス特性の高性能化を目的に、その活性層に使われているEr, O共添加GaAsにおける非平衡キャリアダイナミクスとEr光励起断面積を調べた。得られた知見を以下にまとめる。
(1)非平衡キャリアダイナミクス:
フェムト秒レーザを用いた光反射率測定により特徴的な光励起キャリア緩和過程を観測した。その寿命はピコ秒のオーダーであり、Er添加量に比例して減少した。
(2)Er光励起断面積:
発光強度のフォトンフラックス密度依存性および時間展開を解析することにより得られたEr光励起断面積はフォトンフラックスに依存し、低フラックス領域では10^<-16>cm^2程度であり、実用化されているEr添加光ファイバ増幅器のものと比較して、4〜5桁高かった。一方、高フラックス領域では低フラックス領域に比べて、1桁程度、励起断面積が減少した。このことはオージェ過程の存在を示唆している。
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Research Products
(6 results)
