可視・赤外波長域での多波長同時発光デバイスとその集積化の研究

可见光和红外波段多波长同时发光器件及其集成研究

• 批准号: 14041201
• 负责人: 末宗 幾夫
• 金额: $ 4.61万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14041201/
• 关键词: 量子ドット; 光ドット; 励起子; 微小光共振器; 選択成長; 短波長化; 発光素子; 自然放出光

近年波長多重通信の進展など,波長軸上で多くの光波を利用することの重要性,情報の秘匿性を高めるニーズも高まっている。これらのニーズに対応するには,波長多重通信など多数の波長を同時に発生,制御する技術,またこれらを集積する技術を開拓して扱える情報量を高めるとともに,単一光子を発生・検出する技術を研究開発して量子暗号通信など秘匿性の高い通信システムの研究を進める必要がある。当該研究では,III-V-N窒化物混晶半導体による新しい波長多重通信用光源を目指した研究を進めるとともに,ピラミッド型微小光共振器による自然放出波長の制御,波長集積とともに単一光子発生の可能性に関する検討を進め,両者を同じ基板の上に集積する研究を進めている。今年度は,III-V-N窒化物混晶半導体を応用した新しい長波長系発光材料の研究成果として,(1)GaInNAs/GaAs系超格子を用いて,これまで困難であった1.55μm長波長発光の観測の観測に成功,(2)InAs量子ドットに起因する圧縮ひずみを補償するGaNAsひずみ補償(SCL)層を適用し,1.55μmの長波長発光の観測とともに発光効率も大幅に改善することを見いだしたが,この主要因としてひずみの補償が光学特性に寄与していることを示した。一方同じGaAs基板を用いたZnCdS混晶系についても,混晶中の単一局在準位発光を時間分解測定することに成功し,局在準位での発光が観測できる機構について検討を進めた。

In recent years, the progress of wavelength multiplex communication has been greatly improved, and the importance of the utilization of multiple optical waves on the wavelength axis has been greatly improved, and the secrecy of information has been greatly improved. In this regard, it is necessary to develop technologies for wavelength multiplexing, simultaneous generation and control of multiple wavelengths, and for integration of multiple wavelengths into a single photon generation and detection technology. This study is aimed at further research on new wavelength light sources for multi-wavelength communications in III-V-N compound semiconductor, control of natural emission wavelength in single-wavelength micro-resonators, wavelength integration, and the possibility of single photon generation, as well as further research on the integration on the same substrate. This year, the III-V-N compound mixed crystal semiconductor application of new and long-wavelength light emitting materials research results,(1)GaInNAs/GaAs system superlattice application, which is difficult to detect and successfully detect 1.55μm long-wavelength light emission,(2)InAs quantum structure due to the pressure reduction compensation, GaInAs compensation (SCL) layer application, 1.55μm long-wavelength emission measurement and emission efficiency greatly improved, mainly due to the compensation of optical characteristics A GaAs substrate is used in the ZnCdS mixed crystal system, and the time decomposition of the light emission in the mixed crystal is successfully determined.

项目成果

S.Ganapathy, X.Q.Zhang, I.Suemune, K.Uesugi, B.-J.Kim, T.-Y.Seong: "GaNAs as strain compensating layers for 1.55μm light emission from InAs Quantum Dots"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.42, No.9A. 5598-5601 (2003)

S.Ganapathy、X.Q.Zhang、I.Suemune、K.Uesugi、B.-J.Kim、T.-Y.Seong：“GaNAs 作为 InAs 量子点发射 1.55μm 光的应变补偿层”Jpn.J.Appl .Phys..第 42 卷，第 9A 期（2003 年）

W.Zhou, K.Uesugi, I.Suemune: "1.6-μm Emission from GaInNAs with Indium-induced Increase of N Composition"Appl.Phys.Lett.. Vol.83, No.10. 1992-1994 (2003)

W.Zhou、K.Uesugi、I.Suemune：“1.6-μm 的 GaInNA 发射，铟诱导 N 成分增加”Appl.Phys.Lett.. Vol.83，No.10 1992-1994 (2003)。

T.Tawara, I.Suemune, H.Kumano: "Strong Coupling of CdS Quantum Dots to Confined Photonic Modes in ZnSe-based Microcavities"Physica E. Vol.13. 403-407 (2002)

T.Tawara、I.Suemune、H.Kumano：“CdS 量子点与 ZnSe 基微腔中的受限光子模式的强耦合”Physica E. Vol.13。

X.Q.Zhang, Sasikala Ganapathy, Hidekazu Kumano, Katsuhiro Uesugi, Ikuo Suemune: "Photoluminescence study of InAs quantum dots embedded in GaNAs strain compensating layer grown by MOMBE"J. Appl. Phys.. Vol.92, No.11. 6813-6818 (2002)

X.Q.Zhang、Sasikala Ganapathy、Hidekazu Kumano、Katsuhiro Uesugi、Ikuo Suemune：“MOMBE 生长的 GaNs 应变补偿层中嵌入的 InAs 量子点的光致发光研究”J。

K.Uesugi, I.Suemune, H.Machida, N.Shimoyama: "Metalorganic molecular-beam epitaxy and characterization of GaAsNSe/GaAs superlattices emitting around 1.5 μm-wavelength region"Appl.Phys.Lett.. Vol.82, No.6. 898-900 (2003)

K. Uesugi、I. Suemune、H. Machida、N. Shimoyama：“金属有机分子束外延以及在 1.5 μm 波长区域发射的 GaAsNSe/GaAs 超晶格的表征”Appl.Phys.Lett.. 第 82 卷，第 1 期。 6.898-900 (2003)