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

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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。