光通信用面発光レーザ高性能化のためのGaInNAs薄膜量子井戸構造に関する研究

提高光通信用面发射激光器性能的GaInNAs薄膜量子阱结构研究

• 批准号: 04J04384
• 负责人: 太田 征孝
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 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 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J04384/
• 关键词: GaInAs; 高歪量子井戸; MBE法; 低成長速度; レーザ; 薄膜量子井戸; 特性温度; 多重量子井戸; GaInAsSb; サーファクタント; アンチモン; p-DBR

現在,光ネットワークの普及や情報の大容量化に伴い,10Gbps以上の高速で動作する低コストの短距離伝送用光源が求められている.本研究では、これらの要求に応えるべく,温度特性・変調特性向上を実現するのに必要な,多層化や高歪化が可能な薄膜量子井戸構造に着目し,薄膜量子井戸活性層を有する高性能GaInAs(Sb)/GaAs面発光レーザの実現を目指し研究を行っていまる.本年度は,GaInAs結晶実現に向けた条件探索と,GaInAs薄膜量子井戸レーザの特性評価を中心に行った.まず,MBE法による高歪GaInAs結晶の高品質化についての検討を行なった.低温・高As圧下において,低成長速度化により結晶品質が向上することを明らかにし,従来膜厚を有するレーザにおいて,世界最低レベルのレーザを実現した.高品質なGaInAs結晶を実現したので,その結晶を活性層に有するGaInAs/GaAs薄膜量子井戸レーザを作製し,その適応性について実験的な検証を行った.従来の厚さの量子井戸に対し,同一組成,同一波長条件において,同等のしきい値特性を実現した.以上より,薄膜量子井戸が十分適応可能である事を実証した.また,薄膜量子井戸では,エネルギー準位差が拡大する.この影響を受けて,薄膜量子井戸により,従来構造に対し,温度特性が向上することを実証した.更に,多層量子井戸レーザを作製し,更なる特性温度向上を確認した.本研究より,分子ビーム成長法による高歪GaInAs成長技術を確立し,高性能化に向けた薄膜量子井戸構造の優位性を実証した.

At present, the popularity of optical communication and the large-capacity of information are accompanied by high-speed operation of more than 10Gbps, low-speed transmission and short-distance transmission light sources. In this paper, we study the requirements of high performance GaInAs(Sb)/GaAs planar photoluminescence, and the necessity of realizing high temperature and modulation characteristics, multilayer and high skew thin film quantum well structures. This year,GaInAs crystal realization conditions are explored, and GaInAs thin film quantum well characteristics are evaluated. MBE method for high quality GaInAs crystallization. Low temperature, high As pressure, low growth rate, high crystal quality, low film thickness, low crystal growth rate, world's lowest crystal growth rate. High-quality GaInAs crystals have been realized, and the crystals have been fabricated from GaInAs/GaAs thin film quantum wells in the active layer, and the suitability of GaInAs crystals has been demonstrated. The same composition, the same wavelength conditions, the same value characteristics can be realized. Above, thin film quantum well is very suitable for the realization of the matter. The thin film quantum well has a large potential difference. The influence of these factors on thin film quantum well structure and temperature characteristics has been demonstrated. Furthermore, multi-layer quantum wells were fabricated and the characteristic temperature was confirmed to be upward. In this study, the molecular growth method was used to establish the high-resolution GaInAs growth technology, and the high performance thin film quantum well structure was demonstrated.

项目成果

Optical Quality Dependence on Growth Rate for Solid-Source MBE Grown Highly-Strained GaInAsSb/GaAs QWs

固体源 MBE 生长的高应变 GaInAsSb/GaAs 量子阱的光学质量对生长速率的依赖性

• 发表时间: 2004
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics Vol.43, No.12B
• 作者: Masataka Ohta;Tomoyuki Miyamoto;Tetsuya Matsuura;Yasutaka Matsui;Tatsuya Furuhata;Fumio Koyama
• 通讯作者: Fumio Koyama

Structure Dependent Lasing Characteristics of Tunnel Injection GaInAs/AlGaAs Single Quantum Well Lasers

隧道注入 GaInAs/AlGaAs 单量子阱激光器的结构相关激光特性

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Japanese Applied Physics Vol.45 No.6
• 作者: M.Ohta;T.Furuhata;T.Iwasaki;T.Masuura;Y.Kashihara;T.Miyamoto;F.Koyama
• 通讯作者: F.Koyama

Sb Surfactant Effect on Highly Strained GaInAs/GaAs Quantum Well Grown by Molecular Beam Epitaxy

Sb表面活性剂对分子束外延生长高应变GaInAs/GaAs量子阱的影响

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Crystal Growth Vol.278 No.1-4
• 作者: M.Ohta;T.Kageyama;T.Matsuura;Y.Matsui;T.Furuhata;T.Miyamoto;F.Koyama
• 通讯作者: F.Koyama

Low threshold GaInAs quantum well lasers grown under low growth rate by solid-source MBE for 1200 nm wavelength range

通过固源 MBE 在低生长速率下生长的低阈值 GaInAs 量子阱激光器，波长范围为 1200 nm

• 发表时间: 2005
• 期刊: Physca Status Solidi (c) Vol.3 No.3
• 作者: M.Ohta;T.Miyamoto;T.Matsuura;Y.Matsui;T.Furuhata;T.Iwasaki;Y.Kashihara;F.Koyama
• 通讯作者: F.Koyama