半導体自然超格子ヘテロ界面における光の波長変換

半导体天然超晶格异质界面处的光波长转换

基本信息

批准号：
09750018
负责人：
喜多隆
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は半導体へテロ界面での光励起キャリアの輸送と終状態の制御による新しい光の波長変換(アップコンバージョン)に関する研究である。異なるバンドギャップを持つ半導体のへテロ界面において小さいバンドギャップの半導体で生成されたキャリアを有効に大きなバンドギャップの半導体側に輸送できれば、大きなバンドギャップ半導体での発光波長は励起光に比べ短波長に変換されたことになる。具体的にはAIGaInP/GaAs系における赤外先のアップコンバージョンを実現し、緑色から青色にわたる光生成を試み、波長変換機構とその規則化パラメターによる制御を行い、以下のような計画で研究を推進した。(1) 自然超格子における準安定電子状態の解明(平成9年度完了)(2) アップコンバージョン機構の理論計算との比較(平成9年度完了)(3) フェムト秒時間分解分光によるアップコンバージョンのダイナミックス(平成10年度)(4) 原子オーダリングによるアップコンバージョン光の制御(平成10年度)平成9年度に作製したさまざまなAIGaInP混晶半導体結晶を用いてフェムト秒時間分解分光によるアップコンバージョンのダイナミックスを行い半導体へテロ界面におけるエネルギー変換プロセスについて明らかにすると共に、原子オーダリングを利用して変換エネルギー(波長)を自在に制御することを試みた。具体的な成果は以下のようである。(a)アップコンバージョン光をポンプ&プローブ法によりフェムト秒で時間分解して超高速に精密測定し、入射した赤外先のアップコンバージョン過程を解明した。また、励起波長を様々に変えた実験から波長変換素過程をとらえて、波長変換効率に関する知見が得られた。(b)一連の研究成果をもとに、原子オーダリングによるバンド構造とキャリア輸送の機構を解明できた。これをベースに、原子オーダリングを制御した新しい半導体自然超格子へテロ界面の設計を行い、赤外先の高効率アップコンバージョンを試みたところ、赤色から緑色までの自在な発光波長の制御を実現した。

这项研究是通过控制半导体异源界面和最终状态的光激发载体的运输，对新光的波长转换（上转换）的研究。如果通过小带隙半导体产生的载体可以有效地运输到具有不同带隙的半导体的大型带隙半导体的半导体侧，则大型带隙半导体的发射波长已转化为比偶发光的较小波长。具体而言，我们在AIGAINP/GAAS系统中实现了红外上调，试图通过波长转换机制及其正则化参数来生成绿色到蓝色的光，并通过以下计划进行了研究。（1）在自然晶格中阐明可稳定的电子状态（于1997年完成）（2）与上转换机制的理论计算（1997年完成）（3）使用fomtosecond时期分辨光谱法上转换的动力学（1998年完成）（4）通过upConversig soldecon（4）控制了upConversig we（1998）（1998）（1998）（1998）（1998）（198）半导体晶体于1997年制造，以阐明半导体异源界面的能量转换过程，并尝试使用原子订购自由控制转化能（波长）。具体结果如下：（a）使用泵和探测方法以超高速度和时间分辨来测量上转换光，以阐明红外目的地的上转换过程。此外，通过从实验中捕获波长转换元件过程，以各种方式更改激发波长，从而获得了有关波长转换效率的知识。（b）基于一系列研究结果，我们能够通过原子序阐明带结构和载体传输机制。基于此，我们设计了一种新的半导体天然超级晶格杂音界面，该界面控制了原子订购，当我们试图提高效率红外转换时，我们意识到了从红色到绿色的发射波长的控制。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

K.Yamashita, T.Kita, H.Nakayama T.N.shino: "Plntolumivescon co from imeta Stalb atates in lony-rangl ordeved (Alo-sGaos) _<051> Ino_<49>P" Physical Review B. vol.55 No.7. 4411-4416 (1997)

K.Yamashita、T.Kita、H.Nakayama T.N.shino：“Plntolumivescon co from imeta Stalb atates in lony-rangl ordeved (Alo-sGaos) _<051> Ino_<49>P”《物理评论 B》第 55 卷第 55 期。