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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

使用修饰光子兼容开发硅宽带发光和光接收器件功能

基本信息

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
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

This year, we have successfully achieved high output and low value current density of Silikonen products in the field of Drexel Photonics. This year, the resonator length is very large (15 mm) and the waveguide structure is controlled. For example, if a device is used to reduce the thickness of a waveguide, it may be used to reduce the thickness of a waveguide. For the purpose of controlling waveguide structure, the wavelength of light emission and the current flow in the forward direction shall be determined by the method of light emission and the application of light emission. After the injection, the current is injected and the light emission is confirmed. The characteristics of the element are as follows: current density, light transmission, directivity, vibration, etc. The chip side output is 110 mW, and the performance of the compound semiconductor is poor, and the output is possible to improve. The current density is 12 A/cm2. The current density is 1/3 of the previous year. The result is that the current density is high, the output is high, and the output is high. The high output and low current density make it possible to reduce the absorption loss of light emitted by the light emitting device. The above research results show that it is possible to produce high power photon emitting materials with indirect migration semiconductor.