高次機能半導体ナノフォトニックデバイス

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グリーンテクノロジーの中で重要な技術の一つは、省エネルギー化のための通信の全光化である。研究代表者らは、偏光双安定面発光半導体レーザを実現し、これを1ビットの光メモリ素子として用い、これまで実現困難とされていた光バッファメモリを実現した。40Gbps NRZ信号のメモリ動作や、VCSELを4個用いた4ビット動作を確認した。本研究では、これらの研究成果を生かし、省電力光RAMの実現を"キャリングビークル"とし、高次機能半導体ナノフォトニックデバイスを研究する。特に、長距離伝搬表面プラズモンモードによる微小領域への光の閉じ込めによる半導体レーザの省電力化をはかる。又、新しい自由度として強磁性電極からVCSELへのスピン偏極電子注入により、新しい光機能の実現をめざす。これらの新しい物理現象の導入と、VCSELのQ値制御など光量子エレクトロニクス的手法の融合により偏光双安定VCSELの省電力化・高速化の極限を追及する。本研究の初年度である平成24年度は、極微小領域に光とキャリヤの閉じ込めが可能で、低しきい値電流が期待できる半導体マイクロレーザの構造を検討し、作製のための埋め込み材料等を準備した。又、米国サンノゼで開催された国際会議CLEO2012に出席し、世界の最新の研究状況を調査した。平成24年度科学研究費補助金基盤研究(S)採択に伴い、5月30日で本研究課題は廃止になったが、2か月間で行った研究成果は、基盤研究(S)の一部として有効に活用する。