半導体三次元フォトニック結晶における電流注入型ナノ共振器レーザの実現

半导体三维光子晶体电流注入纳米腔激光器的实现

• 批准号: 21K04176
• 负责人: 高橋 駿
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04176/
• 关键词: フォトニック結晶

本研究は、光の完全な制御が可能となる三次元フォトニック結晶を半導体で作製し、これに電気的接続を試みることで、将来の光・電子回路の三次元集積デバイスにおける重要な素子のひとつとして、高効率な電流注入型の発光デバイスを開発することを目的としている。2年目であった当該年度では、1年目に設計した半導体薄膜構造に基づいて、三次元フォトニック結晶の作製を行った。電子線リソグラフィおよびドライ・ウェットエッチングによって、新たに設計したGaAs薄膜を作製し、マイクロマニピュレーション法によって、この薄膜を1層ずつ積層することで、半導体三次元フォトニック結晶の作製に成功した。ただし、作製した試料の光学測定については、所属機関において実験室を含む建物の改修が長期間にわたって行われたため、測定を十分に実施することができなかった。その分、次年度に行う計画であった、pn接合を有する半導体薄膜を用いた三次元フォトニック結晶の設計に前倒しで着手した。パターンマスクを施した複数回のイオン注入によって、活性層を含む半導体基板の面内にp型・n型ドープを縞状（100ミクロン周期）に形成することについて、イオン注入を依頼する外部企業との打ち合わせを進めている。一方で、1年目に実施した三次元フォトニック結晶の設計については、蘭国Twente大学の教授との国際共同研究を行い、その成果を国際学会で発表したほか、学術論文としてもまとめて国際共著論文として出版した。

This study は, light の completely な suppression が may と な る three-d フ ォ ト ニ ッ ク crystallization を し, the semiconductor で cropping こ れ に electric 気 meet 続 を try み る こ と の で, future の light, electronic circuit element set that three デ バ イ ス に お け る essential な child の ひ と つ と し て type, high rate of unseen な current injection の 発 light デ バ イ ス を open 発 す る こ と を purpose と し て い Youdaoplaceholder0. 2 years で あ っ た when the annual で は, 1 year に designed し た semiconductor thin film structure に base づ い て, three dimensional フ ォ ト ニ ッ ク を line the crystallization の cropping っ た. Electronic line リ ソ グ ラ フ ィ お よ び ド ラ イ · ウ ェ ッ ト エ ッ チ ン グ に よ っ て, new た に design し た GaAs film を as し, マ イ ク ロ マ ニ ピ ュ レ ー シ ョ ン method に よ っ て, こ の film を 1 layer ず つ horizon す る こ と で, semiconductor three-d フ ォ ト ニ ッ ク に success the crystallization の cropping し た. た だ し, cropping し た sample の optical measurement に つ い て は, subordinate machine masato に お い て be 験 chamber contains を む building の between a switch to が long-term に わ た っ て line わ れ た た め, determining を very に be applied す る こ と が で き な か っ た. Line そ の points, annual に う plan で あ っ た, pn junction を す る を semiconductor film with い た three-d フ ォ ト ニ ッ ク crystallization の design に fore し で to し た. パ タ ー ン マ ス ク を shi し た plural back の イ オ ン injection に よ っ て, active layer contains を む semiconductor substrate の in-plane に type p, n type ド ー プ を banded (100 ミ ク ロ ン cycle) に form す る こ と に つ い て, イ オ ン injection を in 頼 す る external enterprise と の play ち close わ せ を into め て い る. Side mesh に で, 1 years be applied し た three-d フ ォ ト ニ ッ ク crystallization の design に つ い て は, Danny Twente university professor の と の international joint research を い, そ の results を international society で 発 table し た ほ か, academic thesis と し て も ま と め て international altogether the paper と し て publishing し た.

项目成果

Fabrication of three-dimensional photonic crystals for near-infrared light by micro-manipulation technique under optical microscope observation

光学显微镜下微操作技术制备近红外光三维光子晶体

• DOI: 10.35848/1882-0786/ac414a
• 发表时间: 2021
• 期刊: Applied Physics Express
• 影响因子: 2.3
• 作者: Takahashi Shun;Kimura Erika;Ishida Takeshi;Tajiri Takeyoshi;Watanabe Katsuyuki;Yamashita Kenichi;Iwamoto Satoshi;Arakawa Yasuhiko
• 通讯作者: Arakawa Yasuhiko

University of Twente(オランダ)

特温特大学（荷兰）

半導体薄膜内の量子ドットにおける量子閉じ込めシュタルク効果に関する考察

半导体薄膜中量子点的量子限制斯塔克效应的考虑

• 发表时间: 2022
• 作者: 五十野誠生;山下兼一;高橋駿
• 通讯作者: 高橋駿

光学顕微鏡マイクロマニピュレータで作製したウッドパイル型３次元フォトニック結晶の角度分解透過測定

使用光学显微镜微操作器制造的木桩型三维光子晶体的角度分辨透射测量

• 发表时间: 2021
• 作者: R. Onishi;S. Takahashi;K. Yamashita;T. Ishida;K. Watanabe;S. Iwamoto;and Y. Arakawa
• 通讯作者: and Y. Arakawa

Transport of Circularly Polarized Light in Three Dimensional Chiral Photonic Crystals

三维手性光子晶体中圆偏振光的传输

• 发表时间: 2022
• 作者: S. Takahashi;T. Tajiri;Y. Arakawa;S. Iwamoto and W. L. Vos
• 通讯作者: S. Iwamoto and W. L. Vos