高品質T型量子細線電流注入レーザーの開発及び一次元レーザー物理の解明

高品质T型量子线电流注入激光器研制及一维激光物理阐释

• 批准号: 08J00011
• 负责人: 岡野 真人
• 金额: $ 0.77万
• 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-08J00011/
• 关键词: 低次元半導体; クーロン相互作用; 光学利得; 国際情報交換; アメリカ:中国; 光物性; 半導体レーザー; アメリカ・中国

劈開再成長法と成長中断アニール法を用いた分子線エピタキシー成長により均一性の高いT型量子細線レーザー試料を作製した。T型量子細線は直交する2つの量子井戸(ステム井戸およびアーム井戸)の交線部分に形成されるが、電流注入動作を実現するためそれぞれにp型およびn型の変調ドープを行い、電流注入レーザーとした。また光励起レーザーとして、非ドープおよびn型変調ドープ単一量子細線レーザーも作製した。これらの試料の導波路から放出されるASEを計測し、そのスペクトルに現れる振動をCassidy法によって解析し利得スペクトルを得た。電流注入及び光励起によってキャリア注入・生成を行った際の利得スペクトルを系統的に分析・比較することで、キャリア注入過程と細線内に形成される非中性電子・正孔系の分布の様子を明らかにすることができた。さらに実験で得られた光学利得スペクトルを理解するために静的遮蔽されたクーロン相互作用を取り入れた半導体ブロッホ方程式による計算と比較するなどして、一次元非中性電子・正孔系の光学利得の特徴を調べた。特に、クーロン相互作用による利得スペクトルの抑制と増強(クーロン増強因子)を評価し、一次元系の光学利得へのクーロン相互作用の影響を調べた。その結果、中性・非中性に関わらず一次元電子・正孔系においては、バンド端では利得の抑制が、少数及び多数キャリアのフェルミ波数における遷移エネルギーでは利得・吸収の増強が起こること、その増強が低温で特に顕著であることを見出した。さらに電子正孔間の引力相互作用を静的遮蔽されたものから接触型に変更して計算を行ったところ、クーロン増強因子の概形を再現することが出来たことから、クーロン増強因子は、状態密度の形状と電子正孔間クーロン相互作用の短距離部分の強さでおよそ理解することができ、バンド端での利得の抑制は一次元系特有の現象であることを明らかにした。

Split method と grow again interrupt ア ニ ー を ル method with い た molecular line エ ピ タ キ シ ー growth に よ り high uniformity の い T quantum thread レ ー ザ ー sample を cropping し た. T quantum thread は rectangular す る 2 つ の quantum well opens (ス テ ム well opens お よ び ア ー ム well opens) の intersecting line part of に さ れ る が, current injection action を be presently す る た め そ れ ぞ れ に p-type お よ び n-type の - adjustable ド ー プ を い, current injection レ ー ザ ー と し た. ま た excitation light up レ ー ザ ー と し て, non ド ー プ お よ び n - adjustable ド ー プ 単 a quantum thread レ ー ザ ー も cropping し た. こ れ ら の sample の way guided wave か ら release さ れ る ASE を measuring し, そ の ス ペ ク ト ル に now れ る vibration を Cassidy method に よ っ て parsing し gains ス ペ ク ト ル を た. Current injection and び excitation light up に よ っ て キ ャ リ ア injection line, generate を っ た interstate の gains ス ペ ク ト ル に を system analysis, comparison す る こ と で, キ ャ リ ア と thread に within the process of injection さ れ る is not neutral, electronic hole is の distributed の others child を Ming ら か に す る こ と が で き た. さ ら に be 験 で have ら れ た optical gains ス ペ ク ト ル を understand す る た め に static shielding さ れ た ク ー ロ ン interaction を take り れ た semiconductor ブ ロ ッ ホ equation に よ る calculate と compare す る な ど し て, a yuan of neutral electron is hole is の optical gains の, 徴 を adjustable べ た. に, ク ー ロ ン interaction に よ る gains ス ペ ク ト ル の inhibit と raised strong (ク ー ロ ン raised strong factor) を review 価 し, one yuan is の optical gains へ の ク ー ロ ン の interaction affect を adjustable べ た. そ の results, neutral, neutral に masato わ ら ず a yuan electronics · is hole に お い て は, バ ン ド end で は gains の が, minority and most び キ ャ リ ア の フ ェ ル ミ wavenumber に お け る migration エ ネ ル ギ ー で は gains, suction 収 の raised strong が up こ る こ と, そ の raised strong が で at low temperature, に 顕 the で あ る こ と を shows し た. さ ら に electronics is の gravitational interaction between hole を static shielding さ れ た も の か ら contact type に - more し て count を っ た と こ ろ, ク ー ロ ン raised strong factor の is shaped を reappearance す る こ と が out た こ と か ら, ク ー ロ は ン raised strong factor, the density of state と electronics is の shape hole between ク ー ロ ン strong interaction の short part の さ で お よ そ understand す る こ と が で き, バ ン ド end で の gains の inhibit は a component system characteristic の phenomenon で あ る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

半導体量子細線レーザーの利得スペクトルにおけるクーロン増強および抑制効果

半导体量子线激光器增益谱的库仑增强和抑制效应

• 发表时间: 2008
• 作者: Yafadari;kazem;Hidefumi Akiyama;岡野真人;岡野真人;吉田正裕
• 通讯作者: 吉田正裕

Exciton-biexciton-plasma crossover and formation of optical gain in quantum wires

量子线中激子-双激子-等离子体交叉和光学增益的形成

• 发表时间: 2008
• 期刊: Physica E 40
• 作者: Yafadari;kazem;Hidefumi Akiyama
• 通讯作者: Hidefumi Akiyama

異なるドープ構造を有した電流注入T型量子細線における発光特性の比較

不同掺杂结构电流注入T型量子线的发光性能比较

• 发表时间: 2009
• 作者: Yafadari;kazem;Hidefumi Akiyama;岡野真人
• 通讯作者: 岡野真人

ハートリーフォック近似計算を用いた中性及び非中性電子-正孔系における光学利得の解析

使用 Hartree-Fock 近似计算分析中性和非中性电子空穴系统中的光学增益

• 发表时间: 2008
• 作者: Yafadari;kazem;Hidefumi Akiyama;岡野真人;岡野真人
• 通讯作者: 岡野真人