多元制御量子ドットを用いた超高速面型光スイッチの実現

利用多维控制量子点实现超快平面光开关

• 批准号: 19023007
• 负责人: 和田 修
• 金额: $ 5.31万
• 依托单位: Kobe 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: 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-19023007/
• 关键词: 量子ドット; 光スイッチ; ナノ材料; 光物性; 半導体物性; 光アンプ

本年度は、これまでに検討してきた多元制御量子ドットの結晶成長技術をもとに、面型光スイッチングデバイスを試作してその光応答特性の評価を行うことを目指して研究を行った。多元制御量子ドット結晶成長では、多層化構造量子ドットの結晶成長条件を詳細に調べ、光学特性との対応関係を確かめることにより、実際の光デバイス構造の製作に適用できる結晶成長手法を固めることができた。面型光スイッチ構造として、量子ドットを多層膜分布帰還型共振器構造における電界強度ピーク位置に配置した構造を基本とした面型光スイッチデバイス構造を検討した。このデバイスは、励起光パルスの照射によって生ずる量子ドットの吸収飽和に伴って屈折率が変化し、これによって共振器反射率(又は透過率)のピーク波長がシフトするため、反射光強度がスイッチ出来ることに基づいている。このデバイス構造における物性・構造パラメータを反映できる光学特性解析ツールを転送行列法やFDTD解析法などを用いて開発し、面型光変調デバイスの基本設計を実行した。次にこの設計に基づいて結晶成長を行ってデバイスを試作し、フェムト秒ポンプ・プローブ分光システムによって本デバイスの光学応答特性の測定・解析を行った。これにより、32ps-80psの超高速光スイッチング応答を確認した。この結果により、多元制御量子ドットによる超高速光スイッチが実現可能性を実証した。

This year, we will conduct research on the evaluation of optical properties of multi-dimensional crystal growth technology and planar crystal growth technology. Multidimensional control quantum crystal growth, multilayer structure quantum crystal growth conditions in detail, optical characteristics and the relationship between the two, the actual optical structure of the production of suitable crystal growth methods, solid, the relationship between the two. planar structure and quantum multilayer structure The absorption saturation of the excitation light is accompanied by a change in the refractive index, a change in the reflectivity (and a change in the transmittance) of the resonator, a change in the wavelength, and a change in the intensity of the reflected light. The basic design of the optical property analysis method based on the FDTD method is implemented. This design is based on the determination and analysis of the optical response characteristics of the crystal growth in the sample. The 32ps-80ps ultra-high-speed optical system is confirmed. The results show that the ultra-high speed optical fiber can be realized by multi-dimensional optical fiber.

项目成果

Semiconductor Quantum Dots and Nanostructures for Photonic Device Applications (Plenary Paper)

用于光子器件应用的半导体量子点和纳米结构（全体论文）

• 发表时间: 2007
• 作者: O. Kojima;A. Miyagawa;T. Kita. O. Wada. and T. Isu;Osamu Wada
• 通讯作者: Osamu Wada

Optical control of residual excitons for ultrafast nonlinear response in GaAs thin films

GaAs 薄膜中残余激子的光学控制超快非线性响应

• 发表时间: 2008
• 作者: K. Tada;Y. Miyoshi and M. Onoda;O. Kojima
• 通讯作者: O. Kojima

2009化合物半導体技術大全

2009年化合物半导体技术百科全书

• 发表时间: 2009
• 作者: 田中徹;他(分担執筆)
• 通讯作者: 他(分担執筆)

Photoluminescence characteristics of quantum dots with electronic states interconnected along growth direction

电子态沿生长方向互连的量子点的光致发光特性

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Applied Physics 103
• 作者: O. Kojima;H. Nakatani;T. Kita;O. Wada;K. Akahane;M. Tsuchiya
• 通讯作者: M. Tsuchiya

Effects of indium segregation on optical properties of nitrogen-doped InAs/GaAs quantum dots

铟偏析对氮掺杂InAs/GaAs量子点光学性能的影响

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Applied Physics 104
• 作者: H. Takagi;K. Takahashi;S. Mito;F. Kawanishi;K. H. Chung;J. Heo;J. Kim;P. B. Lim;M. Inoue;Tomoya Inoue
• 通讯作者: Tomoya Inoue