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新しいGaNAsSe半導体混晶による波長1.5μm帯広帯域光通信用光源の開発

使用新型GaNAsSe半导体混晶开发波长1.5μm的宽带光通信光源

基本信息

批准号：
15760232
负责人：
植杉克弘
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

近年の高度情報化社会の発展に伴い光通信幹線のさらなる高速大容量化が要求されており、光ファイバ通信で低損失になる波長1.3〜1.55μm帯の広帯域光通信用光源の開発が重要である。本研究は独自に開発したGaNAsSe混晶を用いて、光ファイバ通信帯広帯域光源を開発することを目的とする。これまでにGaNAsSe/GaAs超格子を発光層とするp-n型ダイオードを作製し、中心波長1.35μmで250meVと広い半値幅を持つエレクトロルミネッセンスが確認されたが、1μm付近にもより大きな発光ピークが観測される。これは発光層のGaNAsSeが高い電子濃度を持つn型伝導を示すため、n型のGaNAsSe/GaAs超格子とp-GaAsとの間にダイオードのp-n接合が位置し、この領域で主に発光再結合するためである。これを解決するためにドーピングによるp-n接合位置の制御をさらに進め、GaNAsSe/GaAs超格子からの発光がドミナントなダイオードが作製できた。また、より低次元構造の量子ドットの検討を進めた。InAs/GaAs量子ドットでは、下層のGaAs表面再配列構造の制御により量子ドットへのGa拡散が低減でき、オープンドット構造で1.5〜1.6μm帯で強く発光することを確認した。しかし埋め込み構造にすると量子ドットに加わる歪みにより短波長発光化する。これを解決するためにGaNAs/InGaAs短周期超格子による量子ドットの埋め込み構造を提案し、長波長発光化と発光量子効率の改善を確認した。さらにGaSb/GaAs量子ドットの検討も進め、窒素を添加してGaSb量子ドットを作製するとウェッティング層からの強い発光が低減でき、量子ドットからの発光がドミナントとなることを見いだした。量子ドットのサイズ揺らぎによる広い発光スペクトルが実現可能であり、光通信帯広帯域光源の実現が期待される。

In recent years, the development of highly information-based society is accompanied by the demand for high-speed and large-capacity optical communication trunk lines. It is important to develop light sources for broadband optical communication in the wavelength range of 1.3 to 1.55μm for low-loss optical communication. This study is aimed at developing the GaNAsSe hybrid optical system. The GaNAsSe/GaAs superlattice light-emitting layer has a p-n type wavelength of 250meV at a center wavelength of 1.35μm and a half-amplitude of 250meV at a center wavelength of 250meV. The GaNAsSe in the light-emitting layer has a high electron concentration and n-type conductivity. The n-type GaNAsSe/GaAs superlattice has a p-n junction between the p-GaAs superlattice and the p-n junction. The solution is to control the position of the p-n junction, and to control the position of the GaAsSe/GaAs superlattice The quantum structure of the low-dimensional structure is discussed. The fabrication of GaAs surface rearrangement structures in InAs/GaAs quantum dots and underlying GaAs layers was confirmed. The GaAs quantum dots and Ga-doped GaAs surface rearrangement structures were characterized by low attenuation and high light emission in the 1.5 ~ 1.6μm band. The structure of the laser beam is very simple, and the wavelength of the laser beam is very short. The proposed structure of GaNAs/InGaAs short-period superlattice and the improvement of long-wavelength photoluminescence and photoluminescence efficiency were confirmed. The GaSb/GaAs quantum dots are doped with different elements, and the GaSb quantum dots are manufactured with different layers of light. The realization of optical communication bandwidth light sources is possible.