Exploring novel dilute nitride and bismide quantum light source innovating optical communications

探索创新光通信的新型稀氮化物和双酰胺量子光源

• 批准号: 21KK0068
• 负责人: 石川 史太郎
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Hokkaido University (2022)Ehime University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-10-07 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0068/
• 关键词: ナノワイヤ; 半導体; 通信帯光源; 化合物半導体; 希釈窒化物; 希釈ビスマス; ナノ構造; 分子線エピタキシー; 光特性; 量子ナノ構造; 希釈窒化物半導体; 希釈ビスマス半導体

本研究では、通信帯域光源として期待できる希釈窒素・希釈ビスマス量子ナノ構造の新展開を目指し、未開拓の成長条件、構造探求を行う。2022年度はより通信帯域で高品質な光源の探求のため、薄膜において通信光源として大きな期待が寄せられたGaInNAs混晶の高品質ナノワイヤ結晶作製に挑戦した。これまでGaInNAsナノワイヤは合成には成功したものの構造、光学特性の良好なものではなく、その高品質化が困難であった。今回、加工基板を用いた選択成長を用いることで成長可能条件のをより広範に探求した。その結果、選択成長を用いない場合と比較して成長時圧力、供給Ga照射量は3倍以上程度の広範囲で良好な結晶成長が進行することを見出した。最適化された条件下では構造、光学特性ともに高品質なGaInNAs結晶が得られ、コア-マルチシェル積層構造でGaAs/GaInNAs多重量子井戸構造を得ることができた。同試料は連携するリンショピン大学研究者らによってその良好な光学特性が確かめられた。さらに、同グループからは従来提供していたGaNAsナノワイヤで特徴的なフォトン・アップコンバージョンが得られる特異な光学特性も判明した。また、低温成長GaAsBi薄膜において、分担者と従来報告の無い固相成長現象を見出し、その成長機構の詳細を明らかにすることに取り組めた。以上より、国際連携の強化に資する成果が得られた。

This research is focused on new development of communication field light source, new development of quantum structure, and exploration of unexplored growth conditions and structure. The search for high-quality light sources in the communication field in 2022, and the communication light sources of thin films We are looking forward to the high quality GaInNAs mixed crystal produced by the high quality GaInNAs crystal. The GaInNAs have been successfully synthesized and have good optical properties and high quality. This time, we will use the process of substrate processing to select the growth conditions and explore the possible conditions for growth. As a result, the pressure during growth and the supply of Ga irradiation amount were more than 3 times compared to the case where the growth was selected, and the crystal growth was good and the progress was obvious. The structure and optical properties of high-quality GaInNAs are crystallized under optimized conditions. -Multilayer structure and GaAs/GaInNAs multiple quantum well structure. In conjunction with the sample, the excellent optical properties of the sample were confirmed by a researcher at Nippon University of Science and Technology.さらに、同グループからは従 to provide していたGaNAsナノワイヤで特徴The unique optical properties of Nafukuro's unique optical properties have been revealed.また, low-temperature growth GaAsBi thin film において, contributor と従 came to report の无いsolid phase growth phenomenon を见出し, そのgrowth mechanism のDetails を明らかにすることに取りgroup めた. The above-mentioned and strengthened resources for international cooperation have achieved fruitful results.

项目成果

MBE研究で続けてきたこと

MBE 研究的进展

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroki Matsumoto;Shinya Ota;Tomohiro Koyama;Daichi Chiba;石部 貴史;小松原 祐樹;石川史太郎
• 通讯作者: 石川史太郎

Estimation of optimal conditions for semiconductor nanowires by MBE growth using machine learning

使用机器学习通过 MBE 生长估计半导体纳米线的最佳条件

• 发表时间: 2022
• 作者: T. Hara;Y. Maeda;A. Kusaba;Y. Kangawa;F. Ishikawa;T. Okuyama
• 通讯作者: T. Okuyama

GaAs/GaInNAs Core-Multishell Nanowires Arrays Emitting at 1.28 ?m on Patterned Silicon (111) Grown by Molecular Beam Epitaxy

GaAs/GaInNAs 核-多壳纳米线阵列在分子束外延生长的图案化硅 (111) 上以 1.28 微米发射

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Nakama;M. Yukimune;A. Higo;F. Ishikawa
• 通讯作者: F. Ishikawa

MBE法を用いた無加工２インチ Si 基板上 GaInNAs ナノワイヤ成長

使用 MBE 方法在未处理的 2 英寸 Si 衬底上生长 GaInNAs 纳米线

• 发表时间: 2022
• 作者: 峰久 恵輔;橋本 英季;中間 海音;谷川 武瑠;行宗 詳規;石川 史太郎
• 通讯作者: 石川 史太郎

Molecular Beam Epitaxial Growth of GaAs/GaNAsBi/GaAs Core-Multishell Nanowires

GaAs/GaNAsBi/GaAs核-多壳纳米线的分子束外延生长

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuto Torigoe;Kohei Yoshikawa;Masahiro Okujima;Syota Mori;Mitsuki Yukimune;Robert D. Richards;Fumitaro Ishikawa
• 通讯作者: Fumitaro Ishikawa