ワイドギャップ半導体光強閉じ込め系での励起子-フォトン相互作用の研究

宽禁带半导体光强约束系统中激子-光子相互作用的研究

• 批准号: 10875064
• 负责人: 末宗 幾夫
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875064/
• 关键词: ピラミッド; 光ドット; 励起子; 微小光共振器; 選択成長; フォトン; 高速発光素子; 自然放出光

励起子とフォトンの相互作用は,例えば半導体微小光共振器における励起子ポラリトンのラビ分裂など興味深い物理現象を引き起こす。しかしこれまでの研究は励起子ポラリトンの分散に関する研究が中心で,光場の量子化の影響,特に励起子とフォトンの相互作用が強い場合の実験的な検討は進んでいなかった。当該研究は,特に光を三次元的に量子閉じ込めした光ドットとでもいうべき半導体構造の作製と,この構造で励起子とフォトンが共鳴して強く結合した場合の発光過程にまとを絞って研究を進めた。昨年ZnS系ピラミッド構造により光共振器モードを反射スペクトルで確認したが,その共振Q値は〜300程度にとどまっていた。今年度はさらに微小領域の光学評価に関する検討を加え、単一ピラミッド構造の光学的な結像を確認した上で微小領域の反射スペクトルを観測した。その結果,共振Q値として3000もの大きな値が得られることがわかった。このような光共振モードと励起子を強く結合するためには,光共振モードの電磁界分布を把握する必要がある。そこでマクスウエル方程式を差分化して解くFDTD法による理論解析を進め、3次元ピラミッド構造における電磁界モードを計算できるプログラムを完成した。この計算により電磁界分布の大きな領域を把握し,この部分に励起子を閉じ込めるための量子ドットを埋め込む準備を進めている。こうした検討の一端としてZnCdS発光層をピラミッド内に埋め込み,光共振モードによる発光スペクトルの変調を確認した。このような単一モードの微小光共振器と量子ドットの結合による単一光子発光素子へと発展させるべく,今後さらに検討を進めていく。

The interaction of the exciter and the semiconductor micro-optical resonator is the same as the excitation of the exciter and the splitting of the exciter.しかしこれまでのstimulus starterポラリトンのdispersionに关するResearchがcenterで, light fieldのquantizationのInfluence, the special force is the strong interaction between the strong force and the strong situation of the situation. When this research is carried out, the special three-dimensional quantum closed semiconductor structure is produced,このstructuralでstimulationstarterとフォトンがresonanceしてstrongくcombinationしたoccasionの発光 Processにまとをtwistedって researchをprogressめた. Last year, the ZnS based ピラミッド structure により optical resonator モードを reflective スペクトルでConfirmationしたが,そのresonanceQつは~300 degreeにとどまっていた. This year's optical review in the micro-field is completed The structure's optical imaging is confirmed by the micro-area reflection and measurement.そのRESULTS, resonance Q〤として3000もの大きな値がgetられることがわかった.このようなOptical resonance モードとenergized starter をstrongく combination するためには, light resonance モードのelectromagnetic world distribution を grasp するnecessary がある.そこでマクスウエル equation をDifferential differentiation して solution くFDTD method によるTheoretical analysis をAdvanced め、 3D ピラミッドstructural electromagnetic world モードをcalculationできるプログラムをcompleted.このCalculate the distribution of the electromagnetic field in the large きな field を grasp し, and the この part of the にstimulus starter を close じ込めるためのquantum ドットをbury めむ prepare を advance めている. One end of the ZnCdS optical layer is buriedめ込み, Light Resonance モードによる発光スペクトルの変动をconfirmationした.このような単一モードのMicro optical resonator and quantum ドットのcombination による単One photon 発光primoko へと発开させるべく, from now on it will be さらに検検撒进めていく.

项目成果

I. Suemune: "Semiconductor Photonic Dots : Visible-Wavelength-Sized Optical Resonators"Appl. Phys. Lett.. 74,14. 1963-1965 (1999)

I. Suemune：“半导体光子点：可见波长大小的光学谐振器”Appl。

T.Tawara, I.Suemune,et al.: "MOVPE Growth of ZuSe/ZnS Distributed Brogg Reflectors on GaAs(100)and(311)B Substrates." J.Cryst.Growth. Vol.184/185. 777-782 (1998)

T.Tawara、I.Suemune 等人：“ZuSe/ZnS 分布式 Brogg 反射器在 GaAs(100) 和 (311)B 基板上的 MOVPE 生长”。

T.Tawara: "Growth and Luminescence Properties of Self-organized ZnSe Quantum Dots"Appl.Phys.Lett.. 75, 2. 235-237 (1999)

T.Tawara：“自组织 ZnSe 量子点的生长和发光特性”Appl.Phys.Lett.. 75, 2. 235-237 (1999)

J.Hirose, I.Suemune,et al.: "P-Type Condustivity Control of ZnSe with Insertion of ZnTe : Li Submonolayers in Metalorganic Moleclar-Beam Epitaxy." J.Appl.Phys.Vol.84 No.11. 6100-6104 (1998)

J.Hirose、I.Suemune 等人：“金属有机分子束外延中插入 ZnTe 来控制 ZnSe 的 P 型导电性：Li 亚单层”。

A.Ueta,I.Suemune,et al.: "Low-Temperature Selective Growth of ZnSe and ZnS on (001) GaAs Patterned with Carbonaceous Mask by Metalorganic Molecular-Beam Epitaxy." Jpn.J.Appl.Phys.Vol.37 No.3A. L272-L274 (1998)

A.Ueta、I.Suemune 等人：“通过金属有机分子束外延在碳质掩模图案化的 (001) GaAs 上低温选择性生长 ZnSe 和 ZnS。”