半導体量子ドットを用いたフォトリフラクティブ素子の研究

利用半导体量子点的光折变器件研究

• 批准号: 03J11100
• 负责人: 野村 政宏
• 金额: $ 1.09万
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J11100/
• 关键词: 窒化物半導体; 全光デバイス; InGaN; 光誘起吸収効果; 空間光変調器; 青色; フォトリフラクティブ素子; MOCVD法; InGaN多重量子井戸構造

本研究は窒化物半導体量子井戸および量子ドット構造におけるフォトリフラクティブ(PR)効果を発現し、特性評価を行うことを目的とした。PR効果の発現の第一段階として材料中に大きな呼吸変化を光誘起する必要がある。我々は、窒化物半導体へテロ構造(InGaN/GaN)中に存在する1MV/cm程度の非常に強いピエゾ電場をフォトキャリアによって遮蔽し、電解強度を変化させることで吸収端近傍に現れる大きな吸収変化を連続光源を制御光として用いて観測した。内部電界が強いため、以前は高エネルギーパルスによってのみ光誘起吸収効果が観測可能であると考えられていたが、本研究によって低強度の連続光源を用いても遜色ない大きな光誘起吸収変化を得られることを実証したことは、応用を考えた場合に大きな意味がある。今年度は、青色波長域で動作する二次元全光デバイスとしてのInGaN/GaN素子のポテンシャルを評価した。有機金属気相堆積法によって作製したInGaN/GaN(60nm/60nm)10周期構造を用いて測定を行った。その結果、波長398nmにおいて30%を超える大きな透過光強度変調度を得ることができた。遮断周波数は30kHzでありフレームレートとしては高い値を示した。しかし、空間分解能は〜100μmと乏かったため改善するためにヘリウムイオン照射を行った。その結果、変調度は約5%低下したが遮断周波数は130kHzに4倍向上し空間分解能も4倍以上改善されたため、素子の高機能化に成功したといえる。しかし、10μm程度の分解能が要求される二次元光デバイスやPR素子の実現には空間分解能をさらに改善する必要がある。上記のようにデバイスとしての基本動作特性を評価し、InGaN/GaN素子が二次元全光デバイスとして変調度、変調速度に関しては高いポテンシャルがあることを示し、空間分解能に改善の必要性があることを明らかにした。

In this paper, we investigate the effects of quantum well and quantum well structure on semiconductor, and evaluate their properties. The first stage of PR effect development is necessary for large respiratory changes in materials. In our semiconductor structure (InGaN/GaN), there is a very strong electric field of about 1MV/cm, and the electrolytic strength varies, and the absorption near the absorption end increases. In this study, we studied the effect of low intensity continuous light source on the absorption of light. This year, the two-dimensional all-optical wavelength spectrum of InGaN/GaN is evaluated. Organic metal phase stacking method for the preparation of InGaN/GaN(60nm/60nm)10-period structure The result is that the wavelength is 398nm and the transmission intensity is 30%. Interrupted frequency is 30kHz. The spatial resolution energy is ~ 100μm. The results are about 5% lower than the average frequency of 130 kHz, 4 times higher than the average frequency of 130kHz, 4 times higher than the average frequency of 130kHz, and 4 times higher than the average frequency of 130 kHz. It is necessary to improve the spatial decomposition energy of the two-dimensional optical fiber and the PR element. Note the evaluation of the basic operating characteristics of InGaN/GaN, the adjustment of the two-dimensional all-optical system, the adjustment of the speed, the necessity of improving the spatial decomposition performance, and the improvement of the spatial decomposition performance.