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ドレスト光子によるシリコン広帯域発光・受光デバイス機能の両立発現

ドレスト光子によるシリコン広帯域発光・受光デバイス機能の両立発現
使用修饰光子兼容开发硅宽带发光和光接收器件功能
批准号：
13J00905
负责人：
田中 肇
金额：
$1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J00905/
关键词：
ドレスト光子シリコンレーザー低しきい値電流密度低しきい値化LED受光素子

项目摘要

项目成果

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本年度はドレスト光子によるシリコンレーザーの高出力化としきい値電流密度の低減に成功した。今年度は共振器長が非常に大きな（15 mm）とした導波路構造を作製した。作製プロセスは簡略化を行い、電極形成のためのスパッタリング装置、導波路厚みを削減するための研磨装置、素子分離するためのダイサーもしくはへき開装置を利用するのみとなった。作製した導波路構造に対し、発光させたい波長のレーザー光を導波させながら順方向に電流を流すアニール方法、ドレスト光子フォノン援用アニールを施した。その後、電流注入によって発光を確認した。素子の特性として、しきい値電流密度が存在し、発光した光は指向性と干渉性が高かったためレーザー発振であると確認した。片側出力は110 mWと現在の化合物半導体を用いた赤外レーザーと遜色ない性能を示し、またその出力はさらに改善が可能である。しきい値電流密度は12 A/cm2であり、前年度に実現したシリコンレーザーの1／3の値であった。これらの結果は量子ドットレーザーと比較してもしきい値電流密度を大きく下げただけではなく、出力についても非常に高い値が得られた。この高出力と低しきい値電流密度を可能にさせたのはシリコンの発光原理にドレスト光子を利用することでバンドギャップエネルギーよりも小さな光子エネルギーを持つ赤外光を発光させたことと、発光した赤外光に対する吸収損失が非常に小さいためである。以上の研究成果から、従来発光素子材料として不適と考えられてきた間接遷移型半導体であるシリコンにおいても発光可能であること、かつ大出力な発光素子が作成可能であることを示した。
期刊论文(11)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
Si photodetectors with optical gain using dressed-photon-phonons
使用修饰光子-声子的具有光学增益的硅光电探测器
DOI： --
发表时间： 2013
期刊：
影响因子： --
作者： [Tanaka H, Kawazoe T, Ohtsu M]
通讯作者： Ohtsu M
Ultralow-threshold current density Si lasers using dressed photons
使用修饰光子的超低阈值电流密度硅激光器
DOI： --
发表时间： 2014
期刊：
影响因子： --
作者： [H. Tanaka, T, Kawazoe, M. Ohtsu, K. Akahane]
通讯作者： K. Akahane
高出力を目指した大型pnホモ接合Si赤外レーザー
面向高输出的大型pn同质结硅红外激光器
DOI： --
发表时间： 2016
期刊：
影响因子： --
作者： [田中肇, 川添忠, 大津元一]
通讯作者： 大津元一
Evaluation of optical amplification properties using dressed photons in a silicon waveguide
使用硅波导中的修饰光子评估光学放大特性
DOI： 10.1007/s00339-015-9419-2
发表时间： 2015
期刊： Applied Physics A
影响因子： --
作者： [H. Tanaka, T. Kawazoe, M. Ohtsu, K. Akahane, N. Yamamoto]
通讯作者： N. Yamamoto
共 10 条
    Dynamics and non-equilibrium transport in amorphous systems: from a soft-matter physics perspective
    • 批准号：
      22KF0110
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.41万
    • 财政年份：
      2023
    • 负责人：
      田中 肇
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    Challenge from mechanical self-organization to elucidate the physical properties of non-equilibrium soft matter / amorphous material
    • 批准号：
      20H05619
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
    • 资助金额：
      $311.08万
    • 财政年份：
      2020
    • 负责人：
      田中 肇
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    Structural mechanisms of crystallization and complex-liquid behaviors of phase change materials
    • 批准号：
      19F19021
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $1.47万
    • 财政年份：
      2019
    • 负责人：
      田中 肇
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    New liquid state physics based on the breakdown of local spatial symmetry
    • 批准号：
      18H03675
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    • 资助金额：
      $28.2万
    • 财政年份：
      2018
    • 负责人：
      田中 肇
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    海外基金