単一半導体マイクロ結晶の光共振器特性の詳細評価と発振特性の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

結晶成長で作られる窒化ガリウムの六角形ディスク状マイクロ結晶は、それ自身が結晶面により構成される正確な六角形構造に起因する光共振器特性を有することに加えて、利得媒質であることから、微小レーザー光源としての応用が期待されている。これまでの研究で、共振器に起因するレーザー発振が観察されているが、発振モードやモード選択の詳細は明らかになっていない。本研究では、単一半導体マイクロ結晶であるGaNマイクロディスクにおいて観察される光共振器発振について、新しい測定手法を導入して多方面から評価することでその詳細を解明することを目的としている。令和4年度は、温度依存性測定、周回方向測定、偏光測定、FDTD計算を行った。温度依存性測定では、EB描画及びエッチングにより作製した円形・六角形・四角形状の各マイクロディスクに対して光励起発振の特性評価を行い、特に円形と六角形において良好な発振特性を示すことを確認した。周回方向測定と偏光測定では、六方晶及び立方晶の自己形成六角形状GaNマイクロディスクに対して光励起発振の評価を行った。周回方向測定においては、周回型光共振器発振における周回方向特性について、これまで確認されていた六方晶における特性と同様の特性を立方晶において初めて確認した。また、偏光測定においては、六方晶及び立方晶の光発振における偏光特性が、群論に基づくGaNの発光選択則を反映していることを明らかにした。FDTD計算では、周回方向が偏る起源についての知見が得られつつある。以上のように、本研究は順調に進展している。