半導体量子ドットやシリコンをベースにした次世代光デバイスの開発

基于半导体量子点和硅的下一代光学器件的开发

• 批准号: 08F08741
• 负责人: 荒川 泰彦
• 金额: $ 1.02万
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08F08741/
• 关键词: 化合物半導体; 量子ドット; レーザ; 太陽電池; フォトルミネッセンス; ナノテクノロジー; ヒ化インジウム; ヒ化ガリウム

量子ドットを用いた半導体レーザは、その低閾値動作、温度安定性といった利点から、次世代の通信技術への応用に期待が持たれている。そこでシリコンをベースとした集積回路との融合への布石として、また低コスト化を目的として、従来GaAs基板上に形成されてきたInAs量子ドットをSi基板上に作製することを試みた。今回、Ge薄膜がSi基板上に接着されているというGeOI代替基板上への高密度高品質なInAs量子ドットの直接成長に成功し、その発光波長を通信波長帯の1.3ミクロン帯に調整することに成功した。さらに、作製したInAs量子ドットからの発光強度は、Si基板上に直接成長されたものが従来のGaAs基板上に成長されたものに対し著しく低かったのに対し、同程度であったことから、非常に品質の高い量子ドットが得られていることが分かった。この端緒的な発見は半導体量子ドットやシリコンをベースにした次世代光デバイスの開発に向けて新概念をもたらすと期待される。太陽電池は、差し迫るエネルギー資源枯渇問題、環境問題の解決につながるデバイスとして有望視されている。高発電効率を持つGaAs太陽電池のさらなる性能向上のために、InAs量子ドットを導入することで、従来利用することのできなかった太陽光の近赤外域成分をInAs量子ドットに吸収させることで発電量を向上させることができると考えられている。今回、InAs量子ドットを含むGaAs太陽電池の作製に成功した。近年、世界の幾つかの研究グループが量子ドットを導入した太陽電池を作製しているが、いずれも量子ドットなしのGaAs太陽電池と比較し、著しい電圧値の減少を見ている。我々は今回初めて電圧値の減少のないInAs/GaAs量子ドット太陽電池を得た。また、InAs量子ドットの導入による近赤外域での大幅な電流値の増大も観測した。これらの結果は、量子ドットを用いた新規超高効率太陽電池の実現への大きな一歩と言える。

Quantum devices use semiconductor devices, temperature stability devices, temperature stability devices, and next-generation communication technology technologies. This is due to the integration of the loops, the integration of the cloth and stone, the formation of the InAs quantum on the GaAs substrate, the formation of the InAs quantum on the Si substrate, and the formation of the Si substrate. This time, the Ge thin film on the Si substrate is used to replace the high-density and high-quality InAs quantum transmission on the substrate to become a long-term success, and the optical wavelength communication wavelength is 1.3 times higher than that of the whole circuit. In order to improve the performance of the Si substrate, the growth of the GaAs substrate is very sensitive to the light intensity, the growth of the GaAs substrate, the growth of the GaAs substrate, the growth of the GaAs substrate. At the end of the spectrum, we are looking forward to the development of a new concept in the next generation of light. It is expected that the power supply, environmental problems and environmental problems will be affected in the future. The performance of the high-speed InAs battery is very high, and the performance of the GaAs battery is higher than that of the GaAs battery. In this case, the performance of the high-speed InAs battery cell is very high, and the performance of the GaAs battery cell is very high, and the performance of the GaAs battery cell is high. This time, the InAs quantum transistor contains the GaAs overload cell to successfully run the battery. In recent years, in the world, there has been a significant increase in the number of quantum devices in the solar cell, which is much lower than that in the solar cell. We hope that at the beginning of this year, we will pay less attention to the InAs/GaAs quantum phone, and the battery will be successful. There is a large amount of data flow in the near-red outer domain of the InAs quantum system. The result of the experiment shows that the ultra-high rate of the new regulation is too high for the quantum system.

项目成果

Fabrication of InAs/GaAs quantum dot solar cens with enhanced photoresponse and without degradation of open circuit voltage

具有增强光响应且不降低开路电压的 InAs/GaAs 量子点太阳能探测器的制造

• 发表时间: 2009
• 作者: Johan Kero;C. Szasz;A. Pellinen-Wannberg;G. Wannberg;A. Westman;Damien Bordel;Damien Bordel
• 通讯作者: Damien Bordel

Growth of InAs/GaAs quantum dots on germanium-on-insulator substrate by MOCVD for silicon photonics

用于硅光子学的 MOCVD 在绝缘体上锗衬底上生长 InAs/GaAs 量子点

• 发表时间: 2009
• 作者: Johan Kero;C. Szasz;A. Pellinen-Wannberg;G. Wannberg;A. Westman;Damien Bordel
• 通讯作者: Damien Bordel

有機金属気相成長法によるGeOI基板上 InAs/Sb:GaAs 量子ドットの成長

金属有机气相外延在 GeOI 衬底上生长 InAs/Sb:GaAs 量子点

• 发表时间: 2009
• 作者: Johan Kero;C. Szasz;A. Pellinen-Wannberg;G. Wannberg;A. Westman;Damien Bordel;Damien Bordel;Damien Bordel
• 通讯作者: Damien Bordel