半導体量子ドット・フォトニック結晶とMEMSの融合による新素子開発

通过半导体量子点、光子晶体和MEMS的融合开发新器件

• 批准号: 04F04791
• 负责人: 荒川 泰彦
• 金额: $ 1.54万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04F04791/
• 关键词: 量子ドット; MEMS; フォトニック結晶; 光通信波長; MOCVD; 微小共振器; MOCVD法; 光通信波長帯; 半導体レーザ; 高密度化; アンチモン

本研究は、微小電気機械システム(MEMS)技術と通信波長帯で発光する半導体量子ドット(QD)を内包するフォトニック結晶(PC)を融合することで既存の素子では得られない独創的な機能を持つ新素子の開発を目的としている。本年度はアンチモン(Sb)をサーファクタントに用いることで、通信波長帯に発光波長をもつ高密度かつ高品質なInAs QDの形成技術を確立し、1.3um帯でレーザ発振に成功したので報告する。本年度は、量産可能な有機金属気相成長法(MOCVD法)を用い、一般的に用いられているInP基板に比べて安価なGaAs基板上に1.3umで発光するQDの形成技術の確立およびレーザの作製に集中した。これまで、GaAs基板上でのQDベースのレーザの発振波長は1.28umが世界最長波長であった。これは、上部クラッド層の高温埋め込みによる波長の短波長シフトと、高品質な高密度QDをこの波長帯で作製することが困難であったためである。そこで我々は通信波長帯1.3umまで発振波長を長波長化するために、Sbをサーファクタントに用いてInAs/Sb : GaAs QDの形成技術を確立し、世界で初めてMOCVD法で1.3um帯のレーザの作製に成功した。これまでの成果により本研究の遂行に必要な、光通信波長帯のレーザ発振にまで至る高品質、高密度なQDとフォトニック結晶作製技術がそろったといえる。今後、この3年で確立したQD形成技術およびPC作製技術を基にMEMSを組み合わせた新機能素子開発を行う。

This study は, small electric 気 mechanical シ ス テ ム (MEMS) technology と communication wavelength 帯 で す 発 light る semiconductor quantum ド ッ ト (QD) を insourcing す る フ ォ ト ニ ッ ク crystal (PC) を fusion す る こ と で existing の element child で は must ら れ な い function of original な を hold つ new grain son の open 発 を purpose と し て い る. This year は ア ン チ モ ン (Sb) を サ ー フ ァ ク タ ン ト に with い る こ と で, communication wavelength 帯 に を 発 wavelength も つ high-density か つ high-quality な InAs QD の を forming technology to establish し, 1.3 um 帯 で レ ー ザ 発 vibration に successful し た の report で す る. は, mass production this year may な organic metal 気 each other n (MOCVD) を with い, general に with い ら れ て い る InP substrate に than べ て Ann 価 な GaAs substrate に 1.3 um で す 発 light る QD の の forming technology to establish お よ び レ ー ザ の cropping に concentrated し た. <s:1> れまで, the で <s:1> QD on the GaAs substrate is ベ ス ス レ レ ザ ザ ザ with an oscillation wavelength of 1.28umが, the longest wavelength in the world であった. こ れ は, upper ク ラ ッ ド buried layer of high temperature の め 込 み に よ る wavelength の shorter-wavelength シ フ ト と, high quality high density QD な を こ の wavelength 帯 で cropping す る こ と が difficult で あ っ た た め で あ る. そ こ で I 々 は communication wavelength 帯 1.3 um ま で 発 resonance wavelength を long wavelength change す る た め に, Sb を サ ー フ ァ ク タ ン ト に with い て InAs/Sb: GaAs QD の forming technology し を established, the early で め て MOCVD method で 1.3 um 帯 の レ ー ザ の cropping に successful し た. こ れ ま で の results に よ り の this study conducts に な necessary, optical communication wavelength 帯 の レ ー ザ 発 vibration に ま で to る high quality, high density な QD と フ ォ ト ニ ッ ク crystallization cropping technology が そ ろ っ た と い え る. In the future, こ の で established 3 years し た QD form technology お よ び PC cropping technology を basic に MEMS を group み わ せ た new functional element child open 発 う を line.

项目成果

High density InAs/GaAs quantum dots with enhanced photoluminescence intensity using antimony surfactant-mediated metal organic chemical vapor deposition

使用锑表面活性剂介导的金属有机化学气相沉积增强光致发光强度的高密度 InAs/GaAs 量子点

• 发表时间: 2006
• 期刊: Applied Physics Letters 89
• 作者: D.Guimard;M.Nishioka;S.Tsukamoto;Y.Arakawa
• 通讯作者: Y.Arakawa