希土類添加半導体を基盤とした光ナノ共振器の作製と発光特性の評価

基于稀土掺杂半导体的光学纳米腔的制备及发光性能评价

• 批准号: 19656082
• 负责人: 藤原 康文
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19656082/
• 关键词: 希土類元素; 光ナノ共振器; 秩序制御; フォトニック結晶; 発光機能

本研究の目的は「電流注入による希土類発光準位を介する誘導放出」を用いた波長超安定新規半導体レーザの実現に向けて、未だ着手されていない「希土類添加半導体」と「フォトニック結晶」の組み合わせを取り上げ、フォトニック結晶により形成された高フォトン場に置かれた希土類イオンの光学的振る舞いを明らかにすることにある。具体的には、Er原子局所構造がEr-20配置に秩序制御され、世界最高のEr発光輝度を示すEr,O共添加GaAs(GaAs: Er, O)と、世界最高の閉じ込め効果を有するフォトニック結晶からなる光ナノ共振器を作製し、Erイオンからの誘導放出実現可能性を検証することに当面の目標を設定する。1.フォトニック結晶内で15μmでのEr-20発光を操るために、半絶縁性GaAs基板上にGaAsバッファー層、Ga_<0.48>In_<0.52>P層、無添加GaAs層、GaAs: Er, O層、無添加GaAs層からなる多層ヘテロ構造を有機金属気相エピタキシャル法により作製した。また、Er原料をEr(i-PrCp)_3に変更することにより、十分なEr-20発光強度を示すGaAs: Er, O層を得ることに成功した。2. GaAs: Er, OにおいてVariable Stripe Length(VSL)法を用いて光励起下での光学利得を求めた。低温域で観測された光学利得はSiO_2中のErに比べて、4桁程度大きな値であった。また、その温度依存性を調べたところ、低温域でほぼ一定の値を示したが、150Kを超える温度領域では測定温度の増加とともに減少した。その振る舞いはEr発光強度の測定温度依存性と強い相関を示しており、励起状態にあるEr濃度を反映するものと考えられる。また、観測される光学利得はEr濃度の高い試料において、大きな値が得られた。

这项研究的目的是将“稀土掺杂半导体”和“光子晶体”结合在一起，目的是为了实现一种新的，超强的半导体激光器，使用当前注入稀有地球的发射水平刺激了稀有地球发射水平，“并阐明了将稀有地球的光照射晶体的光学晶体的光学晶体阐明。具体而言，我们将制造由ER和O共掺杂的GAA（GAAS：ER，O）组成的光学纳米装饰剂，其ER-20配置中有序的ER原子局部结构，以及世界上最高的ER发射亮度，以及具有世界上最高限制效果的光子晶体，并且可以验证刺激性的刺激性。 1. To manipulate Er-20 emission at 15 μm in a photonic crystal, a multilayer heterostructure consisting of a GaAs buffer layer, a Ga_<0.48>In_<0.52>P layer, an additive-free GaAs layer, a GaAs: Er, O layer, and an additive-free GaAs layer was fabricated by an organometallic vapor phase epitaxial method on a semi-insulating GaAs基材。此外，通过将ER原材料更改为ER（I-PRCP）_3，我们成功地获得了GAAS：ER，O层，它表现出足够的ER-20发射强度。 2。使用gaAs的可变条纹长度（VSL）方法确定光激发下的光学增益：er，O。在低温范围内观察到的光学增益约为SIO_2中ER的四个数量级约四个数量级。此外，当检查温度依赖性时，温度在低温范围内几乎是恒定的，但是随着测量温度的升高，温度降低了温度范围超过150K。该行为与测量的ER发射强度的温度依赖性相关，并被认为反映了ER在激发态下的浓度。此外，在ER浓度高的样品中观察到的光学增益很大。

项目成果

Optical properties of GalnP/GaAs : Er. O/GalnP laser diodes on p-typeGaAs substrates grown by organometallic vapor phase epitaxy

GalnP/GaAs 的光学特性：Er。

• 发表时间: 2009
• 期刊: IOP Conference Series : Materials Science and Engineering 1
• 作者: 安井遼;鈴木雄斗;松岡成居 熊田亜紀子;日高邦彦;Y. OTA
• 通讯作者: Y. OTA

Organometallic vapor phase epitaxy of Er, 0-codoped GaAs usingtrisdipivaloylmethanatoerbium

使用三二新戊酰甲烷铒有机金属气相外延 Er, 0 共掺杂 GaAs

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Physics : Conference Series 106
• 作者: 鬼頭稔;渡邊純兵;竹下隆晴;西田保幸;Y. FUJIWARA;Takaharu Takeshita;K. SHIMADA;A. FUJITA;Y. TERM
• 通讯作者: Y. TERM

Luminescence properties in Er, O-codoped GaAs light-emitting deviceswith double excitation mechanism

双激发机制Er、O共掺杂GaAs发光器件的发光特性

• 发表时间: 2009
• 期刊: Materials Research Society Symposium Proceedings (印刷中)
• 作者: 安井遼;鈴木雄斗;松岡成居 熊田亜紀子;日高邦彦;Y. OTA;Y. TERM;Y. FUJIWARA
• 通讯作者: Y. FUJIWARA

Terahertz radiation from Er,O-codoped GaAs surface grown by organometallic vapour phase epitaxy

有机金属气相外延生长的 Er,O 共掺杂 GaAs 表面的太赫兹辐射

• 发表时间: 2008
• 期刊: Applied Physics Letters (印刷中)
• 作者: 安井遼;鈴木雄斗;松岡成居 熊田亜紀子;日高邦彦;Y. OTA;Y. TERM;Y. FUJIWARA;Y. FUJIWARA;K. YAMAOKA;K. SHIMADA;Y. TERM;K. FUJII;K. SHIMADA;A. FUJITA;Y. TERM;藤原康文;Y. FUJIWARA;Y. TERAI;Y. TERAI;K. SHIMADA;A. FUJITA;K. FUJII;K. SHIMADA
• 通讯作者: K. SHIMADA

Ultrafast carrier-trapping in Er-doped and Er,O-codoped GaAs revealed by pump and probe transmission technique

泵浦和探针传输技术揭示了 Er 掺杂和 Er,O 共掺杂 GaAs 中的超快载流子捕获

• 发表时间: 2007
• 作者: 鬼頭稔;渡邊純兵;竹下隆晴;西田保幸;Y. FUJIWARA;Takaharu Takeshita;K. SHIMADA;A. FUJITA;Y. TERM;K. FUJII;Y. FUJIWARA;Y. FUJIWARA;Y. FUJIWARA;Y. FUJIWARA
• 通讯作者: Y. FUJIWARA