Development of semiconductor intra-center photonics

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【課題１】光励起下でのフォトン場制御によるEu発光機能の開拓：　＜課題１－１＞Eu添加GaNマイクロディスク光共振器に関する作製プロセスの最適化により、世界最高値である実測Q値9,680を実現した。Eu発光のPurcell効果による大幅な短寿命化（30 us）を観測した。　＜課題１－２＞Eu添加GaN 2次元フォトニック結晶光共振器において、Line-defect (LN)型に比べて、Hexagonal-defect (HN)型の共振器Q値が空気孔の形状不均一の影響を受けにくいことを明らかにした。H3型を作製し、共振器モードとEu発光のカップリングを観測した。　＜課題１－３＞Eu添加GaNにおいて、光学利得の波長依存性と一致したEu発光増強を観測し、Amplified Spontaneous Emissionの発生を実証した。【課題２】電流励起下でのフォトン場制御によるEu発光機能の開拓：　＜課題２－１＞n型GaNを成長用基板として、Al0.18In0.82N /GaN DBRを有する垂直共振器型Eu添加GaNマイクロ光共振器LEDを作製し、75倍のEu発光増強を実現した。　＜課題２－２＞架橋構造を有する直上電極型Eu添加GaNマイクロディスク共振器LEDについて、電極形状と引き出し線幅がwhispering galleryモードに与える影響についてシミュレーションを行い、最適値を決定した。【課題３】フルカラー化への展開と集積化：　＜課題３－１＞Tm,Mg共添加AlxGa1-xNを発光層とするLEDにおいて、Tmイオンに起因する明瞭な青色発光を得ることに世界で初めて成功した。　＜課題３－２＞Tb添加母体をAlxGa1-xNにすることにより、光励起下で緑色発光を含む、Tbイオンに起因する明瞭な発光を観測した。LEDを試作し、電流注入下でTb発光の観測に世界で初めて成功した。