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。

The purpose of this study is to develop a new method for the production of rare earth doped semiconductors with ultra-stable wavelengths by current injection and induced emission. Specifically, the Er atom structure for Er-20 configuration order control, the world's highest Er emission brightness, Er,O co-doped GaAs(GaAs: Er, O), the world's highest closed circuit effect, the existence of a crystal resonator, Er, induced emission possibility, the purpose of setting. 1. GaAs layer, Ga_ In_ P layer, undoped GaAs layer, GaAs: Er, O layer, undoped GaAs layer on GaAs substrate, <0.48><0.52>GaAs: Er, O layer, GaAs: Er, O layer, GaAs: Er layer, GaAs: Er layer, GaAs layer, GaAs: Er layer, O layer, GaAs: Er layer, GaAs layer, GaAs: Er layer, GaAs layer, Er layer Er(i-PrCp)_3 was successfully converted into GaAs: Er, O layer by the emission intensity of Er-20. 2. GaAs: Er, O Variable Strip Length(VSL) method is used to calculate optical gain under optical excitation. The optical gain in SiO_2 is higher than that in SiO_2 at low temperature. The temperature dependence of the temperature is adjusted to a certain value in the low temperature range, and the temperature in the high temperature range is increased. The temperature dependence and strong correlation of Er emission intensity measured in the oscillation state and excitation state are shown in the table below. The optical gain of the sample with high Er concentration was measured.

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

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

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

希土類添加GaAs結晶の原子レベル制御成長と新規発光デバイスへの応用

稀土掺杂GaAs晶体的原子级控制生长及其在新型发光器件中的应用

• 发表时间: 2008
• 期刊: オプトロニクス 27
• 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
• 通讯作者: 藤原康文